636-0079/01 – Elektrotechnické materiály (ETM)

1. Elektronová teorie kovového stavu. Atom vodíku, atom svíce elektrony a periodicita (Hume-Rothery), vodiče a izolanty. Kohezní síly pevných látek: vazba Van der Vaalsova, kovalentní, iontová, vodíkového můstku, kovová. Klasifikace pevných látek podle vazby. Model volného elektronu: Sommerfeldův Fermiho hladina, a energie. Kohezní energie kovu. Pásová teorie: normální kovy a přechodové kovy. 2. Krystalické látky (polymorfismus): základní typy krystalografických mřížek, roviny, směry, reciproká mřížka. Brillounovy pásy (zóny): vodiče, izolátory, polovodiče. Specifické teplo. 3. Poruchy v krystalové mřížce: vakance, dislokace, vrstevné chyby, hranice krystalů. Monokrystalické, polykrystalické a amorfní kovy. Tuhé roztoky, intermetalické fáze (Hume-Rotheryho pravidlo). Lineární roztažnost a objemové změny při fázové transformace i tuhém stavu. 4. Vodivé materiály. Fyzikální podstata elektrické vodivosti kovů, základní vlastnosti vodičů, supravodivost. Vodivé materiály kovové (Cu, Al, W, Mo) a jejich slitiny, uhlíkové materily. 5. Speciální vodivé materiály. Kontaktní materiály, odporové materiály, termočlánkové materiály, bimetaly, pájky, kovy a slitiny pro pojistky, materiály s tvarovou pamětí, supravodivé materiály. 6. Konstrukční materiály, základní rozdělení: ocelové, litinové, neželezné kovy a slitiny, kompozity, keramika. 7. Vlastnosti konstrukčních materiálů a způsoby zkoušení: zkouška tahu, tlaku, vrubová a lomová houževnatost, únava a creep. 8. Dielektrika a izolanty. Polarizace a permitivita dielektrik, elektrická vodivost izolantů. 9. Elektrická pevnost, průraz a neelektrické vlastnosti izolantů. 10. Přehled izolačních materiálů. Plynná, kapalná, tuhá, organická a anorganická dielektrika. 11. Magnetické materiály. Základní vztahy, pojmy, podstata ferromagnetismu, vlastnosti magnetických materiálů. Základní typy magnetických materiálů. 12. Magneticky měkké materiály (Fe-Si, Fe-Ni), kovová skla. Magneticky tvrdé materiály. Ferrity, struktura, rozdělení, technologie výroby, vlastnosti a oblasti použití. 13. Fyzikální vlastnosti a hlavní druhy polovodičových materiálů. Polovodičové materiály elementární a sloučeniny. Základní požadavky na čistotu. 14. Metody čištění a zdokonalování struktury, zonální reafinace, směrová krystalizace, destilace. Způsoby přípravy krystalů, Czochralského metoda. Typy polovodičů (AIIIBV, AIIBVI). Technologie vytváření tenkých vrstev (epitaxe) a přechodů (difuze).