636-2004/02 – Metody studia struktury (MSSn)

Garantující katedra	Katedra materiálového inženýrství	Kredity	6
Garant předmětu	prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.	Garant verze předmětu	prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální
		Jazyk výuky	angličtina
Rok zavedení	2014/2015	Rok zrušení	2022/2023
Určeno pro fakulty	FMT	Určeno pro typy studia	bakalářské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
VOD37	prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.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

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Z	L	Typ povinnosti

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Typ bloku	Vlastník bloku
FMT+9360	2021/2022	prezenční	angličtina	volitelný odborný	600 - Děkanát FMT	stu. blok
FMT+9360	2021/2022	prezenční	angličtina	volitelný odborný	600 - Děkanát FMT	stu. blok
FMT+9360	2020/2021	prezenční	angličtina	volitelný odborný	600 - Děkanát FMT	stu. blok
FMT	2019/2020	prezenční	angličtina	povinný	601 - Studijní oddělení	stu. blok
FMT-nově akreditované-příprava	2019/2020	prezenční	angličtina	volitelný odborný	600 - Děkanát FMT	stu. blok
FMMI	2018/2019	prezenční	angličtina	povinný	601 - Studijní oddělení	stu. blok

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.