637-0715/02 – Základy metalurgie čistých kovů (ZMČK)

Garantující katedraKatedra neželezných kovů, rafinace a recyklaceKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2000/2001Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DRA30 prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2005/2006 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2004/2005 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2003/2004 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2002/2003 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2001/2002 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2000/2001 (B2113) Materiálové technologie (2109R015) Metalurgie neželezných kovů (06) Metalurgie neželezných kovů P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku