636-2004/01 – Metody studia struktury (MSSn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
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 Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti 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
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět se zabývá moderními metodami charakterizace struktury materiálů, které se využívají v materiálovém inženýrství. Na praktických příkladech jsou demonstrovány výsledky studia struktury technických materiálů za použití technik světelné a elektronové mikroskopie.

Povinná literatura:

VODÁREK, V. Metody studia struktury, Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2012. Dostupné z: http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/MSS/index.htm. 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.

Doporučená literatura:

WHISTON, C. X-ray methods (analytical chemistry by open learning), J. Wiley & Sons, 1987. ISBN 978-0-471-91386-3. WILLIAMS, D. B. a C. B. CARTER. Transmission electron microscopy, A textbook for materials science. 2nd edition, Springer, 2012. ISBN 978-0387765020. GOLDSTEIN, J., et al. Scanning electron microscopy and X–ray microanalysis, 3rd edition, New York: Springer US, 2003. ISBN 978-0-306-47292-3.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další zvláštní požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Materialografie – studium strukturních parametrů technických materiálů. Základní důvody a cíle studia struktury materiálů. 2. Světelná mikroskopie. Lom světelných paprsků v tenkých čočkách. Ohnisková vzdálenost. Hloubka ostrosti. Vady tenkých čoček. Rozlišovací schopnost. 3. Konstrukce světelného mikroskopu. Metody zvyšování kontrastu zobrazení. Světlé pole, tmavé pole, polarizované světlo, fázový kontrast, měření mikrotvrdosti. 4. Příprava rovinných výbrusů pro účely optické mikroskopie (kovy, kompozity, keramické materiály). Zviditelňování mikrostruktury kovů pomocí chemického a elektrolytického leptání. - Základní metody kvantitativní mikroskopie. Typické aplikace světelné mikroskopie v materiálovém inženýrství. 5. Interakce rtg záření a elektronů s hmotou. Difrakce paprsků na krystalové mříži – Braggova rovnice. Reciproká mříž. Ewaldova konstrukce. Absorpce záření hmotou. Princip rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Kvalitativní a kvantitativní analýza fázového složení materiálů. 6. Texturní analýza. Princip rtg difrakční analýzy monokrystalů. Využití rtg difrakce při studiu makropnutí a mikropnutí v technických materiálech - rtg tenzometrie. 7. Rtg spektrální analýza a rtg mikroskopie. Typické aplikace rentgenografie v materiálovém inženýrství. 8. Princip prozařovacího elektronového mikroskopu. Mechanismy vzniku kontrastu při studiu amorfních a krystalických látek. Amplitudový kontrast – zobrazení ve světlém a v tmavém poli. 9. Fázový kontrast – zobrazení mřížky a struktury. Elektronová difrakce. Difrakční konstanta. Analýza difraktogramů - monokrystaly a polykrystaly. 10. Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii: extrakční uhlíkové repliky a tenké kovové fólie. Příprava preparátů z elektricky nevodivých materiálů. 11. Princip řádkovacího elektronového mikroskopu. Základní mechanismy vzniku kontrastu zobrazení. Environmentální řádkovací elektronová mikroskopie (ESEM). Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Příprava preparátů pro řádkovací elektronovou mikroskopii. 12. Rtg spektrální mikroanalýza. Základní principy vlnově a energiově disperzní mikroanalýzy. Kvalitativní a kvantitativní rtg mikroanalýza. 13. Spektroskopie Augerových elektronů. Spektroskopie energetických ztrát elektronů (EELS). Energiová filtrace v prozařovací elektronové mikroskopii (EFTEM). Typické aplikace elektronové mikroskopie a rtg spektrální mikroanalýzy v materiálovém inženýrství. 14. Princip technik studia povrchu materiálů pomocí řádkující sondy - STM, AFM. Princip iontové mikroskopie a atomového hmotnostního spektrometru.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  36
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMMI 2017/2018 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2016/2017 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2015/2016 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI_N 2014/2015 prezenční čeština povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok