637-3026/02 – Technologie přípravy kovových nanomateriálů (TPKN)
| Garantující katedra | Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžné ověření studijních výsledků:
• prezenční forma studia – 2 písemné testy, 1 semestrální projekt;
• kombinovaná forma studia – 1 semestrální projekt.
Závěrečné ověření studijních výsledků:
• ústní zkouška.
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
• Prezenční forma studia: absolvování laboratorních cvičení, testy, vypracování semestrálního projektu na zadané téma.
• Kombinovaná forma studia: vypracování rozšířeného semestrálního projektu na zadané téma.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky