637-0131/02 – Materials for Electrotechnichs (MPE)

Gurantor departmentDepartment of Non-ferrous Metals, Refining and RecyclingCredits4
Subject guarantorprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.Subject version guarantorprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year4Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction1990/1991Year of cancellation2007/2008
Intended for the facultiesIntended for study types
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
DRA30 prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2
Part-time Credit and Examination 18+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Student po absolvování předmětu získá schopnosti: - seznámit se elektronovou teorií kovového stavu, kohezními silami a kohezní energií pevných látek, s pásovou teorií pro klasické a tranzitivní kovy, Brillouinovými zónami pro vodiče, izolátory, polovodiče. - klasifikovat typy vazeb a jejich vliv na vlastnosti materiálů, rozdělit pevné látky podle typu vazby. - definovat základní typy krystalických mřížek, jejich roviny a směry, reciprokou mřížku, polymorfismus.. - určit typ poruchy v krystalické mřížce: vakance, dislokace, vrstevné chyby, hranice krystalů, rozdíly mezi. monokrystalickými, polykrystalickými a amorfními kovy. - pochopit fyzikální podstatu elektrické vodivosti kovů, základní vlastnosti vodivých materiálů. - charakterizovat vodivé materiály kovové (Cu, Al, W, Mo, …) a jejich slitiny, uhlíkové materiály, speciální vodivé materiály, kontaktní materiály, odporové materiály, termočlánkové materiály, bimetaly, pájky, kovy a slitiny pro pojistky, materiály s tvarovou pamětí a navrhnout jejich aplikace - pochopit teorii supravodivosti, funkci supravodivých materiálů, jejich rozdělení a aplikace. - objasnit fyzikální vlastnosti a podstatu funkce polovodičů. - charakterizovat základní polovodičové materiály: elementární (Si, Ge), sloučeninové (AIIIBV, AIIBVI), oxidické aj. - aplikovat vhodné metody čištění a zdokonalování struktury (zonální rafinace, směrová krystalizace, destilace), zejména metodu Czochralskiho. - popsat epitaxní technologie vytváření tenkých vrstev (CVD, VPE, LPE, MBE…) a způsoby tvorby P-N přechodů pomocí difuze. - objasnit způsob zpracování křemíku v celém výrobním cyklu: od monokrystalu po čip (planárně – epitaxní technologie) . - navrhnout vhodné aplikace polovodičových materiály pro mikroelektroniku, optoelektroniku, termoměniče, solární články, kapalné krystaly aj. - pochopit princip magnetismu, základní pojmy, rozdělení materiálů dle chování v magnetickém poli. - charakterizovat základní typy magnetických materiálů: magneticky měkké a tvrdé materiály, kovová skla, ferity, jejich vlastnosti a oblasti použití. - definovat základní vlastnosti dielektrik a izolantů, polarizace a permitivita, elektrická pevnost izolantů, degradace a průraz izolantů. - charakterizovat základní druhy elektroizolačních materiálů. Plynné, kapalné a pevné izolanty, organické a anorganické izolanty a možnosti jejich aplikace. - získat přehled o konstrukčních materiálech: oceli, litiny, neželezné kovy a slitiny, kompozity, keramika. - popsat základní vlastnosti konstrukčních materiálů a způsoby jejich zkoušení: zkouška tahu, tlaku, vrubová a lomová houževnatost, únava a creep, technologické zkoušky, nedestruktivní zkoušky. - získat o poznatky o nejnovějších typech materiálů pro elektrotechniku a elektroniku: nanomateriály, tekuté krystaly, paměťové materiály, možnosti miniaturizace.

Teaching methods

Summary

Teoretické základy přípravy vysoce čistých látek, vlastnosti a význam čistých látek, vliv nečistot na vlastnosti látek. Klasifikace způsobů dělení a rafinace látek, stadia čištění a zásady při výrobě vysoce čistých látek. Rovnovážný a efektivní rozdělovací koeficient. Krystalizační metody rafinace: směrová kryst., zonální tavení, CZ-metoda. Teoretické základy přípravy vybraných kovů, slitin a sloučenin binárních, ternárních a polykomponentních, oxidických materiálů, tenkých vrstev a struktur, epitaxní technologie v metalurgii. Příprava vysokoteplotních materiálů, vodivých, nevodivých a odporových materiálů, izolantů a dielektrik, magnetických materiálů, supravodivých materiálů,materiálů pro mikro-, optoelektroniku. Vodivé materiály, materiály vysoké vodivosti, vodiče na bázi uhlíku, odporové materiály, kontaktní materiály, supravodiče. Dielektrika a izolanty plynné, kapalné, pevné. Polarizace dielektrik, relativní permitivita, ztráty, elektrická pevnost, přehled dielektrických materiálů a izolantů. Magnetické materiály na bázi kovů a jejich slitin, ferity, materiály magneticky měkké a tvrdé. Polovodiče, klasifikace polovodivých materiálů, struktura, vlastní a příměsové polovodiče. Materiály pro mikroelektroniku a optoelektroniku.

Compulsory literature:

Kuchař,

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Other requirements

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 5 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner