636-0814/01 – Strukturně fázová analýza (SFA)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
VOD37 prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

-Definovat základní cíle strukturně fázové analýzy. -Charakterizovat základní principy obrazové analýzy. -Srovnat možnosti a omezení metod elektronové difrakce, neutronové difrakce a rtg difrakce. -Charakterizovat základní principy prozařovací elekronové mikroskopie s vysokým rozlišením. -Objasnit možnosti moderních technik řádkovací elektronové mikroskopie. -Srovnat možnosti a omezení moderních technik spektrální analýzy. -Charakterizovat základní mikroskopické techniky využívající řádkující sondu. -Navrhnout postup strukturní analýzy defektního materiálu.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Cílem předmětu je prohloubit znalosti studentů v oblasti studia struktury progresívních materiálů. Jsou diskutovány nejdůležitější experimentální techniky, jejich fyzikální principy, možnosti a omezení. Pozornost je věnována správné interpretaci výsledků, moderním metodám přípravy vzorků, metodologii výběru vhodných experimentálních technik pro získání požadovaných informací. Využití strukturní analýzy při řešení problémů materiálového inženýrství je dokumentováno na vybraných příkladech z inženýrské praxe i z oblasti vývoje progresívních materiálů.

Povinná literatura:

VODÁREK, V. Strukturně fázová analýza. Studijní opora. Ostrava: VŠB –Technická univerzita Ostrava, 2013. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Strukturne_fazova_analyza.pdf. SALTYKOV, S. A. Stereometrická metalografie. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1980. KARLÍK, M. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie. Vyd. 1., Praha: ČVUT Praha, 2011. ISBN 978-80-0104-729-3. VODÁREK, V. Metody studia struktury. Studijní opora. Ostrava: VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2012. http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/MSS/index.htm.

Doporučená literatura:

WILLIAMS, D. B. and C. B. CARTER. Transmission Electron Microscopy. A Textbook for Materials Science. Second Edition. New York: Springer-Verlag US, 2009. ISBN 978-0-387-76502-0. JANDOŠ, F., R. ŘÍMAN, A. GEMPERLE. Využití moderních laboratorních metod v metalografii. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1985. GOLDSTEIN, J., et al. Scanning electron microscopy and X – ray microanalysis. Third Edition, New York: Springer-Verlag US, 2003. ISBN 978-1-4613-4969-3.

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: - Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých technik strukturně fázové analýzy. ·- Světelná mikroskopie. Princip světelného mikroskopu. Příprava preparátů. Typické úlohy světelné metalografie při kontrole jakosti materiálů – mikrostruktura, mikročistota a velikost zrna. ·- Kvantitativní metalografie, automatizovaná analýza obrazu. Základní stereologické symboly a veličiny. Analýza projektovaných zobrazení. Postupy při stereologické analýze. Chyby měření. ·- Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule. ·- Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza. ·- Tenzometrie. Makropnutí, určování velikosti částic hrubozrnného materiálu. Stanovení mikropnutí – pnutí 2. a 3. druhu. · Základy analýzy přednostní orientace - textury. Rtg difrakční analýza monokrystalů. Rtg spektrální analýza prvkového složení. Difrakce neutronů. - Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu. ·- Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže. Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM). - Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii. Technika zfokusovaného iontového svazku (FIB). - Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS. - Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů. - Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie. - Příklady využití strukturní a fázové analýzy v materiálovém inženýrství. Cvičení: 1. Úvod do cvičení. 2. Příprava vzorků pro optickou mikroskopii, kvalitativní fázová analýza. 3. Kvantitativní analýza projektovaných zobrazení za použití automatizované obrazové analýzy. 4. Hodnocení mikročistoty ocelí. Stanovení velikosti zrna. Měření mikrotvrdosti mikrostrukturních složek a fází. 5. Strukturní faktor. 6. Kvalitativní a kvantitativní fázová analýza za použití rtg difrakce. 7. Prověrka znalostí z optické mikroskopie a rtg difrakční analýzy. 9. Stanovení difrakční konstanty elektronového mikroskopu. Řešení kružnicových a bodových elektronových difraktogramů. 10. Řešení difraktogramů s Kikuchiho liniemi. 11. Stanovení hustoty dislokací. 12. Využití transformačních matic při řešení složených difraktogramů. 13. Analýza orientačních vztahů pomocí složených difraktogramů. 14. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočet.

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 (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
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů 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 (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P 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 (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T030) Technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku