637-0079/05 – Elektrotechnické materiály (ETM)
| Garantující katedra | Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2005/2006 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student po absolvování předmětu bude umět:
- klasifikovat současné i perspektivní materiály pro aplikace v elektrotechnice, mikroelektronice a optoelektronice
- definovat a aplikovat základní teoretické poznatky o vlivu stavby a struktury materiálu na základní fyzikální, mechanické, elektrické, magnetické a optické vlastnosti
- klasifikovat a objasnit stěžejní technologie přípravy pasivních a aktivních elektronických prvků
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Cílem výuky předmětu je podat studentům základní informace o soudobých i perspektivních materiálech, které se používají v jednotlivých oborech elektrotechniky a mikroelektroniky. Jednotlivé kategorie materiálů pro aplikace v elektrotechnice: vodivé materiály (vodiče, supravodiče, materiály pro kontakty, termoelektrickou přeměnu, odporové materiály, pájky), dielektrika, feroelektrické materiály a izolanty, magnetické materiály (měkké, tvrdé, speciální na bázi slitin kovů vzácných zemin a oxidů), polovodiče pro mikro- a optoelektroniku, solární články, kovová skla, tekuté krystaly, nanotechnologie.
Povinná literatura:
DRÁPALA, J., KURSA, M.: Elektrotechnické materiály. 434 s. E-learning, VŠB-TU Ostrava, 2012, www.person.vsb.cz
ROUS, B.: Materiály pro elektrotechniku a mikroelektroniku. SNTL Praha,
1991, 463 s.
BOUDA, V. a kol.: Vlastnosti a technologie materiálů. ČVUT Praha,1996,221 s.
BOUDA, V. a kol.: Materiály pro elektrotechniku. ČVUT Praha, 2000, 226 s.
Doporučená literatura:
DRÁPAL, S.: Materiály a technologie I. ČVUT Praha, 1983, 163 s.
DRÁPAL, S.: Materiály a technologie II. ČVUT Praha, 1986, 167 s.
DRÁPAL, S.: Struktura a vlastnosti materiálů I. Kovy. ČVUT Praha,1990,223 s.
VAVŘINA, K., KREJČIŘÍK, A.: Elektronika materiálů. Skripta ČVUT Praha, 1986.
BOUDA, V., MACH, P., PETR, J., ŠTUPL, K.: Vlastnosti a technologie materiálů. Skripta ČVUT Praha, 1996.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Jeden kontrolní test v průběhu semestru.
E-learning
DRÁPALA, J., KURSA, M. Elektrotechnické materiály. E-learning na, 2012, 439 s. http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/index.htm
Další požadavky na studenta
Vypracovat seminární práci na zadané téma dle požadavků uveřejněných na web stránkách katedry http://katedry.fmmi.vsb.cz/637/texty.html
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Elektronová teorie kovového stavu. Kohezní síly pevných látek; typy vazeb a jejich vliv na vlastnosti materiálů. Klasifikace pevných látek podle vazby. Kohezní energie kovu, pásová teorie, normální kovy a přechodové kovy.
2. Krystalické látky (polymorfismus), základní typy krystalografických mřížek, roviny a směry, reciproká mřížka. Brillounovy zóny, vodiče, izolátory, polovodiče. Specifické teplo.
3. Poruchy v krystalografické mřížce: vakance, dislokace, vrstevné chyby, hranice krystalů. Monokrystalické, polykrystalické a amorfní kovy. Tuhé roztoky, intermetalické fáze. Lineární roztažnost a objemové změny při fázové transformaci v pevném stavu.
4. Vodivé materiály. Fyzikální podstata elektrické vodivosti kovů, základní vlastnosti vodivých materiálů, supravodivost. Vodivé materiály kovové (Cu, Al, W, Mo, …) a jejich slitiny, uhlíkové materiály.
5. Speciální vodivé materiály. Kontaktní materiály, odporové materiály, termočlánkové materiály, bimetaly, pájky, kovy a slitiny pro pojistky, materiály s tvarovou pamětí. Supravodivé materiály.
6. Fyzikální vlastnosti a hlavní druhy polovodičových materiálů. Polovodičové materiály elementární a sloučeninové. Základní požadavky na přípravu.
7. Metody čištění a zdokonalování struktury, zonální rafinace, směrová krystalizace, destilace. Způsoby přípravy krystalů, metoda Czochralského. Typy polovodičů (AIIIBV, AIIBVI). Technologie vytváření tenkých vrstev (epitaxe) a přechodů (difúze).
8. Magnetické materiály. Základní vztahy, pojmy, podstata feromagnetismu, vlastnosti magnetických materiálů. Základní typy magnetických materiálů.
9. Magneticky měkké materiály (Fe-Si, Fe-Ni), kovová skla. Magneticky tvrdé materiály. Ferity. Struktura, rozdělení, technologie výroby, vlastnosti a oblasti použití.
10. Dielektrika a izolanty, vlastnosti a struktura izolantů, polarizace a permitivita dielektrik, elektrická vodivost izolantů.
11. Elektrická pevnost pevných izolantů, průraz a základní druhy průrazu, neelektrické vlastnosti izolantů.
12. Přehled elektro izolačních materiálů. Plynné, kapalné a pevné izolanty, anorganické izolanty.
13. Konstrukční materiály, základní rozdělení: ocelové, litinové, neželezné kovy a slitiny, kompozity, keramika.
14. Vlastnosti konstrukčních materiálů a způsoby zkoušení: zkouška tahem, tlakem, vrubová a lomová houževnatost, únava a creep.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky