651-2056/01 – Fyzikálně chemické metody studia materiálů (CAT/FCMM)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Mgr. Jan Filip, Ph.D. | Garant verze předmětu | Mgr. Jan Filip, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem přednášek je seznámit studenty s hlavními fyzikálně chemickými metodami studia pevných látek.
Vyučovací metody
Přednášky
Anotace
Jednotlivé přednášky budou věnovány vybraným technikám používaným k charakterizaci materiálů a nanomateriálů. Probírané experimentální metody zahrnují metody mikroskopické (optickou a elektronovou mikroskopii a mikroskopii skenující sondou), dále metody rentgenostrukturní analýzy, techniky využitelné pro studium chování vzorků během jejich ohřevu jako jsou metody TG a DTA včetně jejich kombinace s technikami umožňujícími detekci plynných produktů. Studenti se dále seznámí s technikami měření distribuce velikosti částic, stanovení specifického povrchu a distribuce velikosti pórů, budou probrány techniky měření povrchové energie a povrchového napětí, a rovněž techniky pro měření viskoelastických vlastností látek. Dále bude probrána metoda magnetometrie a metoda Mössbauerovy spektroskopie s důrazem na jejich využití v oblasti environmentálních technologií. Na tento přednáškový cyklus v následujícím ročníku navazuje předmět Cvičení z metod materiálového výzkumu, který umožní probírané metody prakticky procvičit a upevnit vědomosti o možnosti jejich využití v oblastech relevantních zaměření profesně orientovaného bakalářského studijního programu Environmentální technologie.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Ústní zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Požadavky budou upřesněny na přednáškách.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Optická mikroskopie (základní pojmy, princip tvorby obrazu, konstrukční prvky optických mikroskopů, příprava vzorků, využití).
2. Elektronová mikroskopie (základní pojmy, princip tvorby obrazu, konstrukční prvky elektronových mikroskopů, SEM, TEM, příprava vzorků, využití elektronové mikroskopie).
3. AFM - mikroskopie atomárních sil (rozdělení SPM technik, interakce hrotu s povrchem, princip měření AFM, konstrukční prvky AFM, měřící módy, příprava vzorků, využití AFM).
4. Krystaly, typy krystalových struktur, příklady stereochemie vybraných látek.
5. Rentgenostrukturní analýza – (vznik RTG záření, interakce RTG záření se vzorkem, instrumentace, techniky RTG difrakční analýzy, využití rentgenostrukturní analýzy pro charakterizaci materálů).
6. Metody termické analýzy – (rozdělení metod TA, TG a DTA analýza, princip měření, instrumentace, příprava vzorků, využití TG a DTA analýzy, detekce plynných produktů pomocí MS a IČ).
7. Magnetometrie (teoretický úvod, základní pojmy a veličiny; paramagnetismus, diamagnetismus a jejich chemické interpretace; měření magnetické susceptibility).
8. Mössbauerova spektroskopie (Mössbauerův jev, experimentální uspořádání, parametry mösbauerovského spektra, Mösbauerova spektroskopie ve vnějším magnetickém poli, magnetismus nanomateriálů, využití Mössbauerovy spektroskopie při studiu nanomateriálů).
9. Studium povrchové energie pevných látek (definice povrchové energie, rovnováha v soustavě se zakřiveným fázovým rozhraním, rovnováha v třífázové soustavě, smáčení, kontaktní úhel, metody stanovení povrchové energie).
10. Metody studia velikostní distribuce částic (koncept hodnocení velikosti částic, rozdělení metod. Prosévací analýza – princip, realizace měření; sedimentační metody; laserová granulometrie - princip, instrumentace, vlastní měření, hodnocení výsledků; DLS - princip, instrumentace, vlastní měření, hodnocení výsledků; využití mikroskopie pro hodnocení velikosti částic).
11. Stanovení specifického povrchu látek a distribuce velikosti pórů (základní pojmy, princip metody založené fyzisorpci plynů, instrumentace, adsorpční izotermy, výpočet specifického povrchu, princip hodnocení distribuce velikosti pórů).
12. Viskoelastické vlastnosti látek (elastické, viskózní a viskoelastické materiály, komplexní modul pružnosti, vnitřní tlumení).
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.