637-3026/01 – Technologie přípravy kovových nanomateriálů (TPKN)

Garantující katedraKatedra neželezných kovů, rafinace a recyklaceKredity3
Garant předmětudoc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DRA30 prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
GRE30 doc. Ing. Miroslav Greger, CSc.
BUJ37 doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student po absolvování předmětu získá schopnost: - popsat základní metody výroby kovových nanomateriálů - navrhnout vhodnou technologii výroby pro konkrétní kovové nanomateriály - aplikovat získané poznatky v praktických laboratorních cvičeních

Vyučovací metody

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

Anotace

Předmět je zaměřen na charakteristiku procesů přípravy jednotlivých typů nanostrukturních kovových materiálů. Je zaměřen zejména na metody syntézy nanostrukturních materiálů (kondenzace, mletí, mechanické legování, rozprašování suspenzí, elektrodepozice, devitrifikace amorfních fází, metody CVD, PECVD, PVD aj., aplikace plazmového, elektronového, laserového, mikrovlnného a vf. ohřevu apod.). Jsou prezentovány nové poznatky z oblasti technologií přípravy nanostrukturovaných materiálů metodami SPD se zaměřením na jejich konstrukční využití. Jsou analyzovány technologie výroby polykomponentních konkrétních kovových materiálů a intermetalických sloučenin.

Povinná literatura:

http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Nanomaterialy_1.pdf. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Nanomaterialy_2.pdf. GREGER, M., et al. Možnosti protlačování hliníku metodou ECAP. In Aluminium 2003: 8.10.-10.10.2003, Děčín-Střelnice. Děčín: Alusuisse, 2003, s. 288-294. POOLE, Ch.P. a F.J. OWENS. Introduction to nanotechnology. Hoboken: Wiley, 2003. ISBN 0-471-07935-9.

Doporučená literatura:

HOŠEK, J. Úvod do nanotechnologie. Praha: ČVUT, 2011. ISBN 978-80-01-04555-8.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 testy

E-learning

DRÁPALA, J.: Nanomateriály I. Studijní opora, VŠB-TU Ostrava, 2013, 41 s. GREGER, M.: Nanomateriály II. Studijní opora, VŠB-TU Ostrava, 2013, 24 s.

Další požadavky na studenta

Vypracovat výpočtové a laboratorní programy

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Náplň přednášek: 1. Charakteristika nanostrukturních materiálů. Základní typy nanostrukturních materiálů a jejich aplikace. 2. Příprava nanostrukturních materiálů z různých fází (plynů, tavenin, vodných roztoků, suspenzí). Kritéria pro volbu metody přípravy. 3. Příprava nanostrukturních materiálů kondenzací z inertních plynů. Příprava nanostrukturních materiálů metodami CVD, PVD. Příprava kovových materiálů, intermetalických sloučenin, příprava oxidů, karbidů, nitridů kovů. 4. Plazmové a elektronové procesy přípravy nanostrukturních materiálů. 5. Příprava nanostrukturních materiálů procesem NAS (Nano Arc Synthesis). Využití energie obloukového výboje k přípravě jednosložkových a vícesložkových oxidů KVZ, přechodových kovů apod. 6. Metody přípravy roztoků, mikroemulsí a aerosolů a jejich následné operace s cílem přípravy nanostrukturních a nanokompozitních materiálů, sloučenin a směsných krystalů. Příprava jednosložkových i vícesložkových materiálů (WCo, WCoV, WCoCr2C3 apod.). 7. Příprava nanostrukturních materiálů procesy rychlého tuhnutí tavenin. 8. Příprava nanostrukturních materiálů procesem mletí ve vysokoenergetických kulových mlýnech. 9. Metody hodnocení vlastností nanostrukturních materiálů. Strukturní charakteristiky. 10. Mechanické vlastnosti vybraných nanokrystalických kovů. Superplastické chování. 11. Základní termodynamické a technologické podmínky výroby nanokrystalických materiálů smykovou plastickou deformací. Aplikace technologie ECAP, CEC a TC. Rozbor termomechanických podmínek průběhu procesu ECAP pomocí programu FormFem. 12. Technologie C2S2, DECAP, CS a tixoforming. Analýza vývoje struktury pomocí programového vybaveni TT STEEL. 13. Průmyslové využití technologií (SPD) pro výrobu nanokrystalických materiálů. Příklady využití nanokrystalických materiálů v moderních konstrukcích (letectví, vojenská technika). Laboratorní cvičení: 1. Příprava nanočástic ZnO z vodného roztoku a stanovení šířky pásma zakázaných energií Eg. 2. Syntéza nanočástic stříbra. 3. Stanovení měrného povrchu částic práškových materiálů adsorpční metodou 4. Exkurze na pracoviště zabývající se vývojem výrobních technologií a hodnocením vlastností nanostrukturních materiálů. 5. Metalografické stanovení mikrostruktury kovových vzorků po ECAP. 6. Výpočet deformačních sil a experimentální ověření vývoje struktury při zpracování lehkých kovů technologií ECAP. Simulace termomechanických podmínek pomocí technologie ECAP programem FormFem. 7. Vliv termomechanických podmínek deformace na mechanické vlastnosti slitin hořčíku zpracovávaných technologii DECAP.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  25
        Zkouška Zkouška 60  20
Rozsah povinné účasti: Min. 80 % povinná účast na cvičeních • Absolvování laboratorních úloh, odevzdání protokolů • Absolvování testu a/nebo písemky • Vypracování semestrálního projektu

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270002) Nanotechnologie MPC P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0719A270002) Nanotechnologie MPC P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0719A270002) Nanotechnologie MPC P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku