637-0715/02 – Základy metalurgie čistých kovů (ZMČK)
Garantující katedra | Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace | Kredity | 5 |
Garant předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2000/2001 | Rok zrušení | 2019/2020 |
Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student po absolvování předmětu získá schopnosti:
- pochopit nutnost a význam čistých látek pro rozvoj nových oborů jako je mikroelektronika, optoelektronika…
- klasifikovat způsoby dělení a rafinace látek, stádia čištění a zásady při výrobě vysoce čistých látek.
- popsat základní charakteristiky iontové výměny, chromatografie, sorpce, extrakce, destilace, rektifikace, transportních reakcí, elektrodialýzy, elektrolýzy, elektropřenosu.
- pochopit význam rozdělovacích koeficientů při separaci látek a souvislosti s termodynamikou fázových rovnovah.
- využít teoretické poznatky krystalizačních metod směrové krystalizace a zonálního tavení včetně CZ metody při rafinaci látek a přípravě krystalů.
- analyzovat poměry na fázovém rozhraní krystal-tavenina a jejich vliv na efektivní rozdělovací koeficient, přenos hmoty, kinetiku růstu krystalických látek, koncentrační podchlazení, konvekce a na růstové defekty.
-- získat přehled o technikách a zařízeních vhodných pro rafinaci konkrétních materiálů
- určit hodnoty rovnovážných a efektivních rozdělovacích koeficientů z binárních a ternárních diagramů, termodynamických rovnic a z experimentu
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
V nových perspektivních oblastech vědy a techniky, jakými jsou např.
polovodičová technika, mikroelektronika, optoelektronika, technika
supravodivých materiálů, vakuová technika, jaderná metalurgie, kosmická
metalurgie a technika jsou vyžadovány materiály, kovy a jejich speciální
slitiny a sloučeniny o vysoké chemické čistotě s definovanými fyzikálními a
strukturními parametry a specifickými užitnými vlastnostmi. Předmět "Základy
metalurgie čistých kovů" se zabývá metodami rafinace a přípravy vysoce čistých
látek, u nichž je kladen důraz nejen na vysoký stupeň chemické čistoty
dosažitelný chemickými či fyzikálně - chemickými metodami hydrometalurgickými,
jakými jsou sorpce, extrakce, krystalizace z vodných roztoků, elektrolýza, ale
i pyrometalurgickými např. krystalizace z tavenin, vypařování, kondenzace a
transportní reakce, elektropřenos, difuzní dělení látek, odstraňování plynů z
tavenin i rafinace kovů ve vakuu.
Povinná literatura:
Kuchař, L. - Drápala, J.: Metalurgie čistých kovů. Nadácia R. Kammela, Košice
2000.
Kuchař, L.: Metalurgie čistých kovů. Skripta VŠB, 1988
Drápala, J. - Kuchař, L.: Návody do cvičení z metalurgie čistých kovů. Skripta
VŠB, 1990
Doporučená literatura:
DRÁPALA, J. and KUCHAŘ, L. Metallurgy of Pure Metals. Cambridge International Science Publishing Ltd., 2008.
ASM Handbook, Vol. 2, Properties and Selection: Alloys and Special-Purpose Materials. ASM International, 1990.
CHAUDRON G.: Monographies sur les métaux de haute pureté. Masson, Paris, T.1 - 1972, T.2 - 1977, T.3 - 1977, in French.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
2 kontrolní testy
E-learning
Ano – ½ předmětu
Další požadavky na studenta
5 výpočetních programů
2 seminární práce
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Teoretické základy přípravy vysoce čistých látek, vlastnosti a význam čistých
látek. Metody označování čistoty, vliv nečistot na vlastnosti látek.
Klasifikace způsobů dělení a rafinace látek, stádia čištění a zásady při výrobě
vysoce čistých látek.
Teoretické základy iontové výměny, chromatografie, sorpce a extrakce.
Teoretické základy destilace, rektifikace, transortních reakcí, elektrodialýzy,
elektrolýzy, elektropřenosu.
Rovnovážný rozdělovací koeficient - metody stanovení, termodynamika fázových
rovnovah.
Krystalizační metody: směrová krystalizace, zonální tavení, CZ metoda tažení
monokrystalů. Poměry na fázovém rozhraní krystal-tavenina, efektivní
rozdělovací koeficient. Přenos hmoty, kinetika růstu krystalických látek,
koncentrační podchlazení, konvekce a její vliv na růstové defekty.
Teoretické základy přípravy vybraných kovů, slitin a sloučenin binárních,
ternárních a polykomponentních.
Příprava oxidických materiálů, tenkých vrstev a struktur, epitaxní technologie.
Příprava vysokoteplotních materiálů, vodivých, nevodivých a odporových
materiálů, izolantů a dielektrik, magnetických materiálů, supravodičů,
paměťových slitin, amorfních kovů a nových perspektivních materiálů pro
mikroelektroniku, optoelektroniku, kosmickou a jadernou techniku.
Fyzikálně-metalurgické charakteristiky vysoce čistých látek a metody stanovení
čistoty.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.