636-0813/01 – Vlastnosti a úprava povrchů (VaÚP)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FIA30 prof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc.
KRA58 Ing. Martin Kraus, Ph.D.
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Vysvětlit co je podstatou přebytku energie na rozhraní a jak se jevy s tím spojené uplatňují při krystalizaci, fázových transformacích a v lomové mechanice. - Popsat, jak se hodnotí mikrogeometrie povrchu. - Objasnit co je příčinou selektivní evaporace komponent směsných fází a jaké jsou její technologické důsledky. - Vysvětlit jak můžeme upravovat povrch materiálu za účelem optimalizace jeho vlastností s akcentem na plazmové technologie. - Vysvětlit co je epitaxie a jakým způsobem se dá uplatnit při optimalizaci spojení dvou materiálů. - Objasnit v čem spočívá katalytický účinek rozhraní na chemické procesy. - Pojednat o povrchově aktivních látkách a o tom, jak ovlivňují vlastnosti disperzních systémů nanostrukturních látek, emulzí, koloidů a pěn. - Popsat jakou roli hraje strukturovaný vnitřní povrch v moderních adsorbentech, zeolitech a interkalačních sloučeninách.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Specifika vlastností a struktury povrchů, mezipovrchů a tenkých vrstev, jejich termodynamika a kinetika povrchově aktivních procesů, fysiosorpce a chemisorpce, relaxace a rekonstrukce povrchů. Povrchové napětí růst a tvar krystalů, selektivní evaporace, fasetování, parciální anatexe a tavení povrchu krystalů. Adheze, koheze a tribologie, disperzní systémy, koloidy, tenké filmy, emulse, pěny, tensidy, zeolity, a interkaláty, epitaxie a heterogenní katalýza. Povrchové úpravy, zvláště moderní plazmové technologie a zkoušení.

Povinná literatura:

[1] Fiala J., Kraus I., Povrchy a rozhraní. ČVUT Praha, 2009, 299 s. [2] Sedláček V., Povrchy a povlaky kovů. ČVUT, Praha, 1992, 176 s.

Doporučená literatura:

[1] Mohyla M., Technologie povrchových úprav kovů. VŠB-TU Ostrava, 2006, 150 s. [2] Kreibich, V. Hoch J., Koroze a technologie povrchových úprav. ČVUT, Praha, 1985, 270 s.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Povrch krystalu, fysiosorpce a chemisorpce, povrchová struktura a její popis, zvláštnosti povrchových vlastností a tenkých 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.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2009/2010 zimní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  21
        Zkouška Zkouška 65  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T033) Recyklace materiálů P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T034) Technologie tváření a úpravy materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku