636-3011/01 – Strukturně fázová analýza (SFAn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
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

Získané znalosti: základní mikroskopické, difrakční a spektroskopické techniky používané v materiálovém inženýrství, možnosti a omezení jednotlivých technik strukturní a fázové analýzy, interpretace výsledků. Získané dovednosti: volba optimální techniky strukturní nebo fázové analýzy pro řešený problém, základní interpretace výsledků strukturně fázové analýzy.

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 nových materiálů.

Povinná literatura:

VODÁREK, V. Strukturně fázová analýza, Ostrava: VŠB –TU Ostrava, 2013. Dostupné z: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Strukturne_fazova_analyza.pdf. KARLÍK, M. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, Praha: CVUT, 2011. ISBN 978-80-01-04729-3. ASM handbook, volume 10 - materials characterization. 5th edition, Ohio: ASM international, 1998. ISBN 978-0-87170-016-2. ENGLER, O. a V. RANDLE. Introduction to texture analysis: macrotexture, microtexture and orientation mapping. 2nd edition, Boca Raton: CRC Press, 2010. ISBN 9781420063653. HULÍNSKÝ, V. a K. JUREK. Zkoumání látek elektronovým paprskem. Praha: SNTL, 1982.

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. JANDOŠ, F., R. ŘÍMAN a A. GEMPERLE: Využití moderních laboratorních metod v metalografii, Praha: SNTL, 1985. 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. Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých mikroskopických technik. 2. 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. 3. Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule. 4. Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza. 5. 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. 6. Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu. 7. Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast, Z kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže. 8. Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM). 9. Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii. Technika zfokusovaného iontového svazku (FIB). 10. Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS. 11. Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). 12. Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů. 13. Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie. AP tomografie. 14. Příklady aplikací strukturní a fázové analýzy v materiálovém inženýrství.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční 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 35  21
        Zkouška Zkouška 65  30
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku