636-0074/03 – Surface Properties and Treatment (VaÚP)

Gurantor departmentDepartment of Material EngineeringCredits5
Subject guarantorprof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc.Subject version guarantorprof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year5Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1994/1995Year of cancellation2008/2009
Intended for the facultiesFMTIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
FIA30 prof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc.
FIL40 Ing. František Filuš
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+2
Combined Credit and Examination 18+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Properties and structural features of surfaces, interfaces and thin layers, . Surface tension, growth and morphology of crystals, selective evaporation, faseting. Adhesion, cohesion and tribology, highly dispersed systems, colloids, thin films, emulsions, foams, tensides, zeolites and intercalates, epitaxy and heterogenous catalysis. Surface engineering.

Compulsory literature:

1. V. SEDLÁČEK: Povrchy a povlaky kovů, skriptum ČVUT, Praha 1992 2. F. PÍŠEK a kol.: Nauka o materiálu I/2, Academia, Praha 1968, kapitola 7 3. V. MOHYLA: Technologie povrchových úprav kovů, skriptum VŠB, Ostrava 1987

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Osnova přednášky: 1. Povrch krystalu, fysiosorpce a chemisorpce, povrchová struktura a její popis, zvláštnosti povrchových vlastností atenkých vrstev, epitaxie a topotaxie, laserové technologie, zobrazovací techniky pro monitorování atomové struktury povrchu 2. Struktura hranic zrn, náhodné hranice, koincidenční hranice, model základních povrchových strukturních jednotek, krystalografie křivých prostorů, kvasikrystalická struktura rozhraní, nanostrukturní materiály, koloidní stav hmoty 3. Krystalografický popis povrchu, relaxace čistých povrchů, segregace na čistých površích, preferenční adsorpční místa a uspořádání molekul na substrátu, koadsorpce, relaxace povrchu indukovaná adsorbátem, rekonstrukce povrchu indukovaná nebo naopak odstraněná adsorbátem 4. Modifikace rekonstrukce čistého povrchu vlivem adsorbátu, “balkový “adsorbát, povrchová segregace indukovaná adsorbátem, dynamická struktura povrchu, povrchová napětí, Youngova-Laplaceova rovnice, periodizace, mechanismy a faktory ovlivňující slinování, Kelvinova rovnice, Herringův vzorec, povrchové a mezipovrchové energie kovů, Gibbs-Curie-Wulf- Bravaisova věta, povrchové napětí a tvar krystalu, stereoselektivní adsorpce 5. Struktura krystalu a jeho morfologie, krystalogramy, mechanismus růstu krystalu, fasetování povrchu, parciální anatexe a úplné tavení krystalu od povrchu do hloubky, selektivní evaporace komponent, mikrogeometrie povrchu a její kvantitativní hodnocení. Komparátory mechanické, elektrické, pneumatické, fotoelektrické a dotykové profiloměry 6. Řádkovací tunelová mikroskopie, šikmé a sférické výbrusy, metoda světelného řezu, stínová metoda světelného řezu, interferenční měření mikrogeometrie povrchu, mikrofotogrammetrie, optické měření nosného podílu, charakteristiky drsnosti povrchu, nosná křivka, hustota pravděpodobnosti profilu, autokorelační funkce a její náhodná a periodická složka, spektrální analýza mikrogeometrie povrchu a jeho trojrozměrné hodnocení 7. Fraktální analýza mikrogeometrie povrchu, Langmuirovy vrstvy, vrstvy Langmuir-Blodgettové, molekulární elektronika konstruovaná technikou Langmuir- Blodgettové vrstev 8. LB-vrstvy jako nosič informace při pěstování krystalů. Dvojrozměrné struktury, pěny a skelety, kovové pěny (buněčné kovy), aerogely, epitaxie, endotaxie a topotaxie v mikroelektronice a v petrografii, topotaktické reakce v pevných látkách 9. Krystalografie topotaktických reakcí a její využití v materiálovém inženýrství, koherence atomové stavby rozhraní, tolerance při rekonstrukci povrchů, Landolt- Bornsteinova databáze 10.Rentgenografická diagnostika a predikce epitaxiálních kontaktů. Povrchové úpravy, nátěry, fosfátování, zinkováni, karbonitridace, nitridace, plazmová technologie modifikace povrchů a výroby tenkovrstvých povlaků 11.PVD – CVD techniky, prášky pro plazmové nástřiky, průmyslové aplikace plazmových depozičních procesů, napařování, naprašování, iontové plátování, iontová implantace, žárové nástřiky, silikátové povlaky, smalty a glazury, tepelné zpracování povrchů, mechanické modifikace povrchů 12.Inklusivní sloučeniny, interkalace, pilířové jíly, polymerace vrstevných interkalačních sloučenin, emulse 13.Heterogenní katalýza, dvojrozměrná chemická technologie, zeolity a zeotypy, topotaktické reakce na vnitřním povrchu zeolitů 14.Katalýza na polymerních nosičích, kovová skla jako katalyzátory, vazba a aktivace adsorpce, kinetika adsorpce, adsorpční izobara, fluidní a lokalizované fáze adsorbátu, vnitřní povrch disperzních materiálů Cvičení: 1. Stanovení drsnosti povrchu. 2. Stanovení tloušťky povlaků coulometrickou metodou. 3. Mikrotvrdost. 4. Mikroskopické hodnocení keramických vrstev. 5. Přilnavost povlaků a vrstev. 6. Rtg. fluorescenční analýza prvkového složení povrchových vrstev. 7. Rtg. difrakční analýza struktury povrchových vrstev.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 33 (33) 0
                Project Project 18  0
                Other task type Other task type 15  0
        Examination Examination 67 (67) 0
                Oral Oral examination 67  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2007/2008 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner