636-0302/01 – Materials Science - Advanced Materials ()

Gurantor departmentDepartment of Material EngineeringCredits4
Subject guarantorprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Subject version guarantorprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year5Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2003/2004Year of cancellation2005/2006
Intended for the facultiesFSIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
STR50 prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Continuing the basic course of Material Science the lecture makes acquaintance with behaviors, technological processesof production, treatment and technical applications newly developed advanced materials in all five principal materials groups- metals, ceramics, polymers, elastomers and composites. In each material group fundamentals of structural design are discussed receiving calling rela- tionship among their behaviors, namely between toughness and strength proper- ties. Herewith, possibilities how to eliminate adverse effects of some degrada- tion processes or deficient level of some mechanical properties are presented. A part of lecture devotes to preparation principles of materials with especial characteristics, as there are metallic glasses, shape memory alloys or nano- structural materials. Closure of the lecture is directed on presentation of further development in research of new structural materials and behavior prediction that are waiting in this connection.

Compulsory literature:

1. Ashby,M.F.: Materials selection in mechanical design, Pergamon Press 1992, 311 s. 2. Strnadel, B.: Nauka o materiálu: konstrukční materiály a jejich degradační procesy, VŠB-TU Ostrava, 1993. 180 s., ISBN 80-7078-207-2 3. Askeland,D.R.: Science and Engineering of Materials. PWS Publishing, Boston, 1994

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Other requirements

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: 1. Úvodní přednáška 2. Konstrukční materiály, základní skupiny, základní funkce materiálu, vztahy mezi strukturou a vlastnostmi, vliv tvaru a způsobu zatěžování tělesa na vznik mezního stavu materiálu, podmínky ovlivňující mezní stav 3. Moderní typy konstrukčních ocelí širokého technického použití, vztah struktury, mechanických a technologických vlastností, oceli o vyšší mezi kluzu, WELDOX, s vysokou otěruvzdorností HARDOX, tvárné litiny jako perspektivní náhrada konstrukčních ocelí 4. Moderní typy korozivzdorných ocelí, superferitické, supermartenzitické, superduplexní a superaustenitické oceli, jejich chemické složení, struktura, mechanické vlastnosti, korozní odolnost a technické využití 5. Neželezné kovy, moderní vytvrzované slitiny Al, slitiny Mg a slitiny Ti, struktura, způsoby zpracování, vlastnosti a technické aplikace, intermetalické sloučeniny, základní typy intermetalik, vlastnosti a technické aplikace 6. Superplastické materiály a kovy s tvarovou pamětí, jejich struktura a vlastnosti, napěťově deformační chování, technické využití 7. Keramické materiály, porézní a technická keramika, základní typy technické keramiky, příčiny křehkosti a mechanismy zhouževnatění 8. Skla a skelně krystalické materiály na bázi SiO2, kovová skla, struktura na krátkou a dlouhou vzdálenost, vlastnosti a perspektivy využití 9. Termoplasty, chemické složení, struktura a vlastnosti, viskoelasticita, reologické modely napěťově deformačního chování, technologie výroby, technické využití 10. Reaktoplasty a elastomery, struktura a vlastnosti, napěťově deformační chování, technologické postupy řízení vlastností, technické aplikace, polymerní pěny a jejich vlastnosti 11. Zásady designu struktury a vlastností kompozitních materiálů, kompozity s kovovou, keramickou a polymerní matricí, vlastnosti, technologie výroby a použití, výroba a vlastnosti vláken 12. Nanostrukturní materiály, základní dělení, jejich funkce, technické využití v elektronice, informatice a sdělovací technice, medicíně a v nanotechnologiích, nanopovlaky, jejich charakteristiky a využití pro součásti odolávající korozi a opotřebení 13. Čisté materiály a materiály se zvláštními fyzikálními vlastnostmi, struktura a technické aplikace 14. Perspektivy vývoje nových konstrukčních materiálů Cvičení: 1. Obsah cvičení, podmínky pro zápočet, literatura, bezpečnost práce. 2. Základní skupiny (třídy) konstrukčních materiálů, znázornění vybraných vlastností na diagramech a jejich souvislosti se strukturou. Příklady, výpočty. Seminární práce. 3. Moderní konstrukční oceli o vyšších pevnostních charakteristikách. Příklady, tabulky. 4. Korozně elektrochemické charakteristiky vybraných konstrukčních superaustenitických, superferitických, superduplexních, supermartenzitických ocelí. Laboratorní cvičení. Protokol č. 1 5. Korozně elektrochemické charakteristiky superaustenitických, superferitických, superduplexních, supermartenzitických ocelí. Pokračování a dokončení protokol č. 1. 6. Tepelné zpracování a struktury progresivních slitin neželezných kovů (Ni, Ti, Al, Mg) a jejich intermetalika. Metalografické hodnocení. Protokol č. 2 7. Zpracování, struktury a vlastnosti progresivních slitin neželezných kovů (Ni, Ti, Al, Mg), využití kovů s tvarovou pamětí. Protokol č. 2 8. Průběh , kontrola seminární práce 9. Volba nového nekovového materiálu pro zadané části konstrukce (protokol č. 3). 10. Volba nového nekovového materiálu pro zadané části konstrukce (protokol č. 3). 11. Návrh kompozitního materiálu, včetně jeho výroby, s požadovanými mechanickými vlastnostmi. Protokol č. 4 12. Návrh kompozitního materiálu, včetně jeho výroby, s požadovanými mechanickými vlastnostmi. Protokol č. 4 13. Seminární práce, dokončení, prezentace.. 14. Zápočet. Součty bodů za cvičení.

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 30 (30) 0
                Project Project 15  0
                Written exam Written test 15  0
        Examination Examination 70 (70) 0
                Written examination Written examination 60  0
                Oral Oral examination 10  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2005/2006 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner