636-0937/05 – Moderní metody strukturně fázové analýzy (MMSFA)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
VOD37 prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
MAS0021 Ing. Anastasia Volodarskaja, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 20+0
kombinovaná Zkouška 20+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Doktorandi se seznámí s principy nejdůležitějších technik strukturní, difrakční a spektrální analýzy, s možnostmi a omezeními jednotlivých technik strukturní analýzy, se základy interpretace výsledků strukturních rozborů. Budou umět definovat vhodnou techniku strukturní analýzy pro řešený problém a zhotovit vzorky pro různé techniky studia struktury.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Cílem předmětu je prohloubit znalosti posluchačů doktorandského studia v oboru strukturních a fázových rozborů technických materiálů. Přednášky jsou zaměřeny především na kvalitativní a kvantitativní charakterizaci struktury za použití světelné mikroskopie, technik založených na využití zfokusovaného svazku elektronů (elektronová mikroskopie) a rtg difrakční analýzy. Pozornost je věnována využití strukturních parametrů při analýze vztahů struktura/vlastnosti technických materiálů. Možnosti využití jednotlivých experimentálních metod jsou demonstrovány na praktických příkladech.

Povinná literatura:

KRAUS, I. Úvod do strukturní rentgenografie, Praha: Academia, 1985. KARLÍK, M. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, Praha: CVUT, 2011. ISBN 978-80-01-04729-3. ENGLER, O. a V. RANDLE. Introduction to texture analysis: macrotexture, microtexture and orientation mapping. 2nd edition, Boca Raton: CRC Press, 2010. ISBN 9781420063653. GOLDSTEIN, J., et al. Scanning electron microscopy and X–ray microanalysis. 3rd edition, New York: Springer US, 2003. ISBN 978-0-306-47292-3. EGERTON, R.F. Physical principles of electron microscopy. New York: Springer Science + Business Media, Inc., 2005. ISBN-10: 0-387-25800-0.

Doporučená literatura:

WILLIAMS, D. B. a C. B. CARTER. Transmission electron microscopy, A textbook for materials science. 2nd edition, Springer US, 2012. ISBN 978-0-387-76502-0. WHISTON, C. X-ray methods (analytical chemistry by open learning), J. Wiley & Sons, 1987. ISBN 978-0471913863. HULÍNSKÝ, V. a K. JUREK. Zkoumání látek elektronovým paprskem. Praha: SNTL, 1982.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Ústní zkouška s písemnou přípravou.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další zvláštní požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých mikroskopických technik. 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. AP tomografie. Příklady aplikací strukturní a fázové analýzy v materiálových vědách a inženýrství.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0788D270004) Materiálové vědy a inženýrství K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0788D270004) Materiálové vědy a inženýrství P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku