653-3011/03 – Strukturně fázová analýza (SFAn)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství a recyklace | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Anastasia Volodarskaja, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Anastasia Volodarskaja, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Získané znalosti: základní mikroskopické, difrakční a spektroskopické techniky používané v materiálovém inženýrství, možnosti a omezení jednotlivých technik strukturní a fázové analýzy, interpretace výsledků.
Získané dovednosti: volba optimální techniky strukturní nebo fázové analýzy pro řešený problém, základní interpretace výsledků strukturně fázové analýzy.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Cílem předmětu je prohloubit znalosti studentů v oblasti studia struktury progresívních materiálů. Jsou diskutovány nejdůležitější experimentální techniky, jejich fyzikální principy, možnosti a omezení. Pozornost je věnována správné interpretaci výsledků, moderním metodám přípravy vzorků, metodologii výběru vhodných experimentálních technik pro získání požadovaných informací. Využití strukturní analýzy při řešení problémů materiálového inženýrství je dokumentováno na vybraných příkladech z inženýrské praxe i z oblasti vývoje nových materiálů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžné ověření studijních výsledků:
prezenční forma studia - 2 písemné testy, 2 programy zpracované v průběhu semestru;
kombinovaná forma studia - 1 semestrální projekt.
Závěrečné ověření studijních výsledků:
prezenční i kombinovaná forma studia - písemná zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Nejsou žádné další zvláštní požadavky.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
- Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých mikroskopických technik.
- Světelná mikroskopie. Princip světelného mikroskopu. Příprava preparátů. Typické úlohy světelné metalografie při kontrole jakosti materiálů – mikrostruktura, mikročistota a velikost zrna. Kvantitativní metalografie, automatizovaná analýza obrazu. Základní stereologické symboly a veličiny. Analýza projektovaných zobrazení. Postupy při stereologické analýze. Chyby měření.
- Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule.
- Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza.
- Tenzometrie. Makropnutí, určování velikosti částic hrubozrnného materiálu. Stanovení mikropnutí – pnutí 2. a 3. druhu. Základy analýzy přednostní orientace (textury). Rtg difrakční analýza monokrystalů. Rtg spektrální analýza prvkového složení. Difrakce neutronů.
- Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu.
- Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast, Z kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže.
- Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM). Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii.
- Mikroskopie využívající fokusovaného iontového svazku. Interakce iontů s pevnou látkou. Základní funkce FIB: odprašování, deposice, implantace, zobrazení. Ga+ zdroj. Negativní jevy při užití FIB. Dual beam FIB/SEM, aplikace.
- Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS.
- Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD).
- Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů.
- Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie. AP tomografie. Příklady aplikací strukturní a fázové analýzy v materiálovém inženýrství.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky