Behörighetskrav

Examen på grundnivå om minst 180 hp inklusive 75 hp inom ämnena kemi och/eller kemiteknik. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• relatera hur molekylstrukturen, den kemiska bindningen och nyckelegenskaperna hos metalliska, oorganiska och polymera strukturer i det fasta tillståndet förhåller sig till deras fysikalisk-kemiska egenskaper,
• bedöma specifika kristallstrukturer genom att tillämpa grundläggande kristallografiska begrepp,
• konstruera och tolka unära, binära och ternära fasdiagram och förklara centrala begrepp i samband med fasomvandling,
• tillämpa termodynamiska principer för att förklara metastabila faser och för att rationalisera förekomsten av defekter,
• presentera typiska diffusionsmekanismer i gaser, vätskor och fasta ämnen samt beskriva och tillämpa relevanta modeller för analys av sådana diffusionsfenomen,
• presentera ursprunget till centrala begrepp relaterade till materialens elektroniska egenskaper såsom redoxpotential och konduktivitet, och de faktorer som påverkar dem,
• relatera hur egenskaperna hos polymerer, t.ex. kedjestruktur, funktionalitet och polaritet till deras löslighet och beteende i lösningen,
• analysera egenskaper (t.ex. diffusionskoefficient, redoxpotential, etc.) för material experimentellt och relatera dem till deras struktur, bindning och andra egenskaper.

Innehåll

Grunderna för fastatillståndet omfattas, inklusive utvalda strukturella exempel. Inkluderat i detta är en översikt över materialkategorier, deras egenskaper och hur strukturen för fasta ämnen kan bestämmas och beskrivas genom användning av kristallografi. Kopplingen mellan kemisk struktur/bindning och materialegenskaper (speciellt för vanliga batterimaterial) diskuteras och fördjupas, och defekter, dopning, substitutioner och korngränsernas roll behandlas. Tolkningen och konstruktionen av unära, binära och ternära fasdiagram diskuteras, liksom grundläggande termodynamik av material inklusive begreppen metastabilitet och fasomvandlingar. Grundläggande diffusionsteori, som tillämpas på fastatillståndet, vätskor och vid gränsskikt beskrivs. Elektroniska egenskaper hos material, inklusive konduktivitet, bandstruktur och länken mellan bindnings-, struktur-och redoxegenskaper. Aspekter av polymervetenskap, inklusive beskrivningar av morfologi, kristallinitet, mekaniska egenskaper och polymerlösningar. Vikten av olika materials egenskaper kommer att betonas i batterisammanhang där det är tillämpligt. Olika typer av redoxaktiva material som används i batterier (interkalering, legering, konvertering).

Undervisning

Föreläsningar, seminarier och laborationer.

Examination

Skriftligt prov i slutet av kursen (6 hp). Aktivt deltagande i seminarier (2 hp). Aktivt deltagande i laboratorationer (2 hp). 

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Övriga föreskrifter

Kurser som inte kan ingå i examen tillsammans med Materialkemi för batterier:

Materialkemi 1KB210

Fasta tillståndets kemi 1KB211

Materialkemi 1KB230

Materialkemi för additiv tillverkning 1KB233

Polymerteknologi 1KB236