637-3021/02 – Progresivní materiály a technologie (PgMAT)

Garantující katedraKatedra neželezných kovů, rafinace a recyklaceKredity4
Garant předmětudoc. Dr. Ing. Monika LosertováGarant verze předmětudoc. Dr. Ing. Monika Losertová
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JOR0015 Ing. Veronika Jordanovová
KUB0034 Ing. Vojtěch Kubeš
LOS35 doc. Dr. Ing. Monika Losertová
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Získané znalosti: Student bude po absolvování předmětu umět: - klasifikovat a objasnit jednotlivé technologie; - definovat vliv základních parametrů jednotlivých technologií přípravy na vlastnosti vybraných typů materiálů; - vysvětlit souvislosti mezi strukturou a základními vlastnostmi progresivních materiálů; - formulovat výhody a nevýhody aplikací jednotlivých typů materiálů v různých odvětvích. Získané dovednosti: student bude schopen - provést výběr technologie pro přípravu materiálu s požadovanými vlastnostmi pro dané podmínky provozování; - optimalizovat materiálové a technologické parametry procesů z hlediska přípravy vybraných materiálů s požadovanými vlastnostmi, účinnosti procesu nebo možných interakcí s okolním prostředím; - porovnat a vybrat jednotlivé typy materiálů podle vybraných vlastností pro konkrétní aplikace; - optimalizovat materiálové a technologické požadavky pro výrobu těchto materiálů; - doporučit vhodné tepelně-mechanické zpracování pro modifikaci struktury a optimalizaci vlastností materiálů.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Ostatní aktivity

Anotace

Cílem je rozšířit znalosti studenta o materiálech používaných v různých oblastech moderního průmyslu a seznámit jej s charakteristikami speciálních slitin a materiálů souvisejícími s mechanickou deformací, zotavením, rekrystalizací, precipitačními procesy, zpevněním, vytvrzením, creepem, superplasticitou a křehnutím, ale také s vlivem speciálních technologií přípravy a parametrů procesů na optimalizaci vlastností materiálů. Poznatky z tohoto předmětu umožní studentovi získat přehled o směrech vývoje nových materiálů a dobře se orientovat v používaných moderních materiálech a technologiích přípravy.

Povinná literatura:

[1] LOSERTOVÁ, M. Technologie speciálních slitin. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2013. ISBN 978-80-248-3379-8 [2] LOSERTOVÁ, M. Progresivní materiály. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2012. 268 s. ISBN 978-80-248-2575-5. (on line přístupné na http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/PGM/index.htm) [3] STRNADEL, B. Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství. Ostrava: Ostravské tiskárny, 1998, 334 s. [4] SMALLMAN, R. E. a A. H.W. NGAN. Physical Metallurgy and Advanced Materials. 7th ed. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2007. ISBN 978-0-7506-6906-1. [5] ASHBY M.F. a D.R.H. JONES. Engineering Materials 2. An Introduction to Microstructures, Processing and Design. Third Edition. Butterworth-Heinemann Oxford. ISBN–13: 978-0-7506-6381-6

Doporučená literatura:

[1] DONACHIE, M. J. Titanium: a technical guide. 2nd ed. Materials Park: ASM International, 2000. ISBN 0-87170-686-5. [2] ASHBY, M. F. et al. Metal Foams: A Design Guide. Elsevier, 2000, Boston: Butterworth-Heinemann, 251s. ISBN 0-7506-7219-6. [3]VANDER VOORT, G. F., ed. ASM handbook. Volume 9, Metallography and microstructures. Materials Park: ASM International, 2004. ISBN 0-87170-706-3. [4] FIALA, J., V. MENTL a P. ŠUTTA. Struktura a vlastnosti materiálů. Praha: Academia, 2003. 572 s. ISBN 80-200-1223-0 [5] ABEL, L. A., ed. ASM handbook: nonferrous alloys and special-purpose materials. Volume 2, Properties and selection: Materials Park: ASM International, 1990. ISBN 0-87170-378-5. [6]BAREŠ, R. Kompozitní materiály. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 328 s.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zpracování projektu aplikujícího nabyté znalosti na experimentální práci v laboratoři. Projekt zahrnuje krátkou rešerši a hodnocení vlastních experimentálních výsledků z přípravy a studia vybraného materiálu. Celkové ověření studijních výsledků formou zkoušky skládající se z písemné (přehledový test) a ústní části (1 otázka).

E-learning

ne

Další požadavky na studenta

Zpracovat projekt na zadané téma a prezentace výsledků.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Přehled používaných materiálů, jejich vlastností, oblastí použití. Přehled základních technologií pro přípravu speciálních slitin a materiálů. 2. Slitiny Ni, Co a superslitiny na bázi Fe, Co a Ni. Vliv technologie přípravy na vlastnosti: vakuově indukční tavení (VIM), obloukové (VAR) a elektrostruskové (ESR) přetavení, směrová krystalizace. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, mechanické a korozní vlastnosti za běžných i vysokých teplot, použití. 3. Slitiny titanu. Příprava pomocí VIM, VAR, ESR. Rozdělení slitin Ti podle struktury (alfa, beta, alfa+beta). 4. Fázové přeměny v Ti slitinách. Precipitační procesy a deformační charakteristiky. Vliv různých variant tepelného zpracování na mikrostrukturní charakteristiky Ti slitin. Aplikace v souvislosti s technologiemi přípravy slitin. 5. Slitiny lehkých kovů. Metody přípravy, struktury a vlastnosti. Tepelné zpracování a vliv na mikrostrukturu a funkční vlastnosti materiálů. Oblasti aplikací. 6. Intermetalické sloučeniny (IMC). VIM intermetalických slitin. ExoMelt proces. Mechanické legování při přípravě intermetalických slitin a IMC kompozitů. Vliv parametrů procesu na vlastnosti produktu. Struktura a fázová stabilita IMC. Antifázové hranice a domény. Vlastnosti mechanické, elektromagnetické, korozní, tepelné, supravodivé. Rozdělení intermetalických materiálů, přehled, struktura, vlastnosti a příklady použití. 7. Slitiny s jevem tvarové paměti. Výroba a tepelně-mechanické zpracování. Princip paměťového jevu, strukturní charakteristiky, příklady materiálů (slitiny TiNi, TiNb, Cu-Ni-Al aj.), použití. 8. Funkčně-gradientní materiály. Definice a princip gradientního působení. Technologie přípravy (plazmová technologie, technologie CVD a PVD, selektivní laserové tavení, laserové legování, aj.). Struktura, příklady systémů použití. 9. Polymery, rozdělení podle typu řetězce, podle reakce vzniku a podle chování za vysokých teplot. Vzorce a názvosloví. Mikrostruktura, krystalizace, viskoelastické vlastnosti, degradace. Oblasti aplikací. 10. Kompozitní materiály. Technologie výroby a parametry. Typy materiálů podle zpevňujících složek a matricí. Princip kompozitního působení. Popis struktury. Mechanika kompozitních materiálů. Materiálové charakteristiky. Použití. 11. Kovové pěny a porézní materiály. Přehled, princip a srovnání technologií přípravy. Vliv parametrů procesu na charakteristiky materiálů. Mikrostruktura, fyzikálně- metalurgické vlastnosti, přednosti a použití. 12. Kovová skla. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, stabilita struktury. Technologie přípravy. Příklady materiálů, jejich vlastnosti, výhody a omezení použití.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  25
        Zkouška Zkouška 55  15
Rozsah povinné účasti: Min. 80 % povinná účast na cvičeních (Max. 20 % omluvená účast) • Vypracování a odevzdání semestrálního projektu • Absolvování testu a písemky

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství TVB P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství TVB P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku