617-3028/01 – Metody strukturní a fázové analýzy nanomateriálů (MSFAN)

Garantující katedraKatedra chemieKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2021/2022Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MAT27 doc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit posluchače s problematikou struktury nanomateriálů a RTG difrakční analýzou pro studium fázového složení nanomateriálů a jejich struktury. Po absolvování tohoto předmětu budou studenti schopni využít RTG difrakční analýzu pro charakterizaci nanomateriálů, provést vlastní difrakční experiment a interpretovat naměřená data.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět je zaměřen na metody sloužící pro charakterizaci fázového složení a struktury nanomateriálů. Předmět umožní studentům pochopit význam RTG difrakční analýzy pro studium nanomateriálů. Úvodní přednášky budou orientovány na popis struktury materiálů, budou definovány pojmy z oblasti symetrie krystalových struktur a krystalochemie. Další blok přednášek bude zaměřen na vznik a charakteristiku RTG záření, dále na jeho interakci s hmotou. Informace o RTG difrakčních technikách, konstrukci přístrojů pro RTG difrakční analýzu, a jednotlivých funkčních prvcích difraktometrů budou náplní následujícího bloku přednášek. Další část bude zaměřena na využití RTG difrakční analýzy pro kvalitativní a kvantitativní fázovou analýzu. V posledním bloku přednášek bude vysvětlen význam této metody pro charakterizaci nanomateriálů z pohledu strukturního.

Povinná literatura:

KRAUS, Ivo. Úvod do strukturní rentgenografie. 1. Praha: Academia, 1985. ISBN 21-014-85. VALVODA, Václav. Základy strukturní analýzy. 1. Praha: Karolinum, 1992. ISBN 80-200-0280-4. WASEDA, Yoshio, Eiichiro MATSUBARA a Kozo SHINODA. X-Ray Diffraction Crystallography. 1. Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. ISBN 978-3-642-16635-8.

Doporučená literatura:

KRAUS, Ivo a Nikolaj GANEV. Technické aplikace difrakční analýzy. 1. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-010-3099-7. ZAMARSKÝ, Vítězslav, Helena RACLAVSKÁ a Dalibor MATÝSEK. Mineralogie a krystalografie pro FMMI. Ostrava: VŠB - Technická univerzita, 2008. ISBN 978-80-248-1904-4. SURYANARAYANA, C. a M. GRANT NORTON. X-Ray Diffraction A Practical Approach. 1. New York: Springer US, 1998. ISBN 978-0-306-45744-9.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Ústní zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Základní pojmy z oblasti mineralogie a krystalografie. Krystalové soustavy, Bravaisovy mřížky, indexy mřížkových uzlů, mřížkových směrů a mřížkových rovin. 2. Makroskopická souměrnost krystalů, bodové grupy a vliv jejich symetrie na vlastnosti krystalů. 3. Reciproká mřížka, její konstrukce, vztahy v reciproké mřížce, Ewaldova konstrukce. 4. Reálné krystalové struktury. Izomorfie, polymorfie, polytypie, defekty krystalových struktur. 5. Vznik RTG záření, zdroje rentgenového záření. Interakce RTG záření s hmotou. Rozptyl RTG záření, difrakce na krystalové mřížce, vliv rozmístění atomů na difrakční obraz. 6. Přehled RTG difrakčních technik, metody studia monokrystalů, studium práškových a polykrystalických látek. 7. Konstrukce RTG práškového difraktometru, modifikace uspořádání RTG difraktometrů. 8. Konstrukční prvky RTG difraktometrů. 9. RTG difrakční záznam, informace skryté v difrakčním záznamu. 10. Aplikace difrakčních metod. Kvalitativní a kvantitativní difrakční analýza, určování mřížkových parametrů polykrystalických látek. 11. Měření velikosti krystalitů, studium mikroskopických napětí. Využití RTG difrakční analýzy pro studium textur. 12. RTG difrakční analýza za vysokých teplot a tlaků. 13. Využití Rietveldovy metody pro kvantitativní fázovou analýzu. 14. Neutronová difrakční analýza – zdroje neutronů, difrakční experiment, příklady využití neutronové difrakční analýzy. Rentgenová tomografie, princip metody, praktické využití.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2021/2022 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  16
        Zkouška Zkouška 70  35
Rozsah povinné účasti: 80 % účast na cvičeních

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270002) Nanotechnologie MPC P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku