653-0079/03 – Elektrotechnické materiály (ETM)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrství a recyklaceKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMT, FEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
CEG004 Ing. Tomáš Čegan, Ph.D.
BUJ37 doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.
SZU02 doc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 3+1
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student po absolvování předmětu bude umět: - klasifikovat současné i perspektivní materiály pro aplikace v elektrotechnice, mikroelektronice a optoelektronice - definovat a aplikovat základní teoretické poznatky o vlivu stavby a struktury materiálu na základní fyzikální, mechanické, elektrické, magnetické a optické vlastnosti - klasifikovat a objasnit stěžejní technologie přípravy pasivních a aktivních elektronických prvků

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Cílem výuky předmětu je podat studentům základní informace o soudobých i perspektivních materiálech, které se používají v jednotlivých oborech elektrotechniky a mikroelektroniky. Jednotlivé kategorie materiálů pro aplikace v elektrotechnice: vodivé materiály (vodiče, supravodiče, materiály pro kontakty, termoelektrickou přeměnu, odporové materiály, pájky), dielektrika, feroelektrické materiály a izolanty, magnetické materiály (měkké, tvrdé, speciální na bázi slitin kovů vzácných zemin a oxidů), polovodiče pro mikro- a optoelektroniku, solární články, kovová skla, tekuté krystaly, nanotechnologie.

Povinná literatura:

DRÁPALA, J., KURSA, M.: Elektrotechnické materiály. 434 s. E-learning, VŠB-TU Ostrava, 2012, www.person.vsb.cz ROUS, B.: Materiály pro elektrotechniku a mikroelektroniku. SNTL Praha, 1991, 463 s. BOUDA, V. a kol.: Vlastnosti a technologie materiálů. ČVUT Praha,1996,221 s. BOUDA, V. a kol.: Materiály pro elektrotechniku. ČVUT Praha, 2000, 226 s. DAVIS, J.R.: Metals Handbook, Desk Edition, ASM International, 1998, 1521 p.

Doporučená literatura:

DRÁPAL, S.: Materiály a technologie I. ČVUT Praha, 1983, 163 s. DRÁPAL, S.: Materiály a technologie II. ČVUT Praha, 1986, 167 s. DRÁPAL, S.: Struktura a vlastnosti materiálů I. Kovy. ČVUT Praha,1990,223 s. VAVŘINA, K., KREJČIŘÍK, A.: Elektronika materiálů. Skripta ČVUT Praha, 1986. BOUDA, V., MACH, P., PETR, J., ŠTUPL, K.: Vlastnosti a technologie materiálů. Skripta ČVUT Praha, 1996. NEWEY, C., WEAWER, G. Materials Principles and Practice. London: Alden Press. 1990

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Jeden kontrolní test na konci semestru.

E-learning

DRÁPALA, J., KURSA, M. Elektrotechnické materiály. E-learning na, 2012, 439 s. http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/ETMAT/index.htm

Další požadavky na studenta

Vypracovat seminární práci na zadané téma dle definovaných požadavků.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Elektronová teorie kovového stavu. Kohezní síly pevných látek; typy vazeb a jejich vliv na vlastnosti materiálů. Klasifikace pevných látek podle vazby. Kohezní energie kovu, pásová teorie, normální kovy a přechodové kovy. 2. Krystalické látky (polymorfismus), základní typy krystalografických mřížek, roviny a směry, reciproká mřížka. Brillounovy zóny, vodiče, izolátory, polovodiče. Specifické teplo. 3. Poruchy v krystalografické mřížce: vakance, dislokace, vrstevné chyby, hranice krystalů. Monokrystalické, polykrystalické a amorfní kovy. Tuhé roztoky, intermetalické fáze. Lineární roztažnost a objemové změny při fázové transformaci v pevném stavu. 4. Vodivé materiály. Fyzikální podstata elektrické vodivosti kovů, základní vlastnosti vodivých materiálů, supravodivost. Vodivé materiály kovové (Cu, Al, W, Mo, …) a jejich slitiny, uhlíkové materiály. 5. Speciální vodivé materiály. Kontaktní materiály, odporové materiály, termočlánkové materiály, bimetaly, pájky, kovy a slitiny pro pojistky, materiály s tvarovou pamětí. Supravodivé materiály. 6. Fyzikální vlastnosti a hlavní druhy polovodičových materiálů. Polovodičové materiály elementární a sloučeninové. Základní požadavky na přípravu. 7. Metody čištění a zdokonalování struktury, zonální rafinace, směrová krystalizace, destilace. Způsoby přípravy krystalů, metoda Czochralského. Typy polovodičů (AIIIBV, AIIBVI). Technologie vytváření tenkých vrstev (epitaxe) a přechodů (difúze). 8. Magnetické materiály. Základní vztahy, pojmy, podstata feromagnetismu, vlastnosti magnetických materiálů. Základní typy magnetických materiálů. 9. Magneticky měkké materiály (Fe-Si, Fe-Ni), kovová skla. Magneticky tvrdé materiály. Ferity. Struktura, rozdělení, technologie výroby, vlastnosti a oblasti použití. 10. Dielektrika a izolanty, vlastnosti a struktura izolantů, polarizace a permitivita dielektrik, elektrická vodivost izolantů. 11. Elektrická pevnost pevných izolantů, průraz a základní druhy průrazu, neelektrické vlastnosti izolantů. 12. Přehled elektro izolačních materiálů. Plynné, kapalné a pevné izolanty, anorganické izolanty. 13. Konstrukční materiály, základní rozdělení: ocelové, litinové, neželezné kovy a slitiny, kompozity, keramika. 14. Vlastnosti konstrukčních materiálů a způsoby zkoušení: zkouška tahem, tlakem, vrubová a lomová houževnatost, únava a creep.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51 3
Rozsah povinné účasti: Seminární práce, závěrečný test

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (B0713A060005) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0713A060005) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0713A060004) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0713A060004) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0714A060012) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0714A060012) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A060005) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A060005) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0714A060012) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A060004) Projektování elektrických systémů a technologií K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A060004) Projektování elektrických systémů a technologií P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0714A060012) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.