653-3321/03 – Advanced materials and technologies (PgMAT)
| Gurantor department | Department of Materials Engineering and Recycling | Credits | 5 |
| Subject guarantor | doc. Dr. Ing. Monika Losertová | Subject version guarantor | doc. Dr. Ing. Monika Losertová |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 1 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2022/2023 | Year of cancellation | |
| Intended for the faculties | FMT | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Získané znalosti: Student bude po absolvování předmětu umět:
- klasifikovat a objasnit jednotlivé technologie;
- definovat vliv základních parametrů jednotlivých technologií přípravy na vlastnosti vybraných typů materiálů;
- vysvětlit souvislosti mezi strukturou a základními vlastnostmi progresivních materiálů;
- formulovat výhody a nevýhody aplikací jednotlivých typů materiálů v různých odvětvích.
Získané dovednosti: student bude schopen
- provést výběr technologie pro přípravu materiálu s požadovanými vlastnostmi pro dané podmínky provozování;
- optimalizovat materiálové a technologické parametry procesů z hlediska přípravy vybraných materiálů s požadovanými vlastnostmi, účinnosti procesu nebo možných interakcí s okolním prostředím;
- porovnat a vybrat jednotlivé typy materiálů podle vybraných vlastností pro konkrétní aplikace;
- optimalizovat materiálové a technologické požadavky pro výrobu těchto materiálů;
- doporučit vhodné tepelně-mechanické zpracování pro modifikaci struktury a optimalizaci vlastností materiálů.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Experimental work in labs
Project work
Other activities
Summary
Cílem je rozšířit znalosti studenta o materiálech používaných v různých oblastech moderního průmyslu a seznámit jej s charakteristikami speciálních slitin a materiálů souvisejícími s mechanickou deformací, zotavením, rekrystalizací, precipitačními procesy, zpevněním, vytvrzením, creepem, superplasticitou a křehnutím, ale také s vlivem speciálních technologií přípravy a parametrů procesů na optimalizaci vlastností materiálů. Poznatky z tohoto předmětu umožní studentovi získat přehled o směrech vývoje nových materiálů a dobře se orientovat v používaných moderních materiálech a technologiích přípravy.
Compulsory literature:
Recommended literature:
[1] DONACHIE, M.J. Titanium. A Technical Guide. ASM International Park, Ohio 2000, 381 s.
[2] ASHBY, M.F. et al. Metal Foams: A Design Guide. Elsevier, 2000, 251s.
[3] ASM Handbook, Volume 9, Metallography and Microstructure, 9th edition 2000, ASM International.
[4] ASM Handbook. Vol.2, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Material. 10th edition, ASM International, 2000.
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Zpracování projektu aplikujícího nabyté znalosti na experimentální práci v laboratoři. Projekt zahrnuje krátkou rešerši a hodnocení vlastních experimentálních výsledků z přípravy a studia vybraného materiálu.
Test, písemka.
Celkové ověření studijních výsledků formou zkoušky skládající se z písemné (přehledový test) a ústní části (1 otázka).
E-learning
TEAMS
Other requirements
Project and presentation; Test; Written solution of problem
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Přehled používaných materiálů, jejich vlastností, oblastí použití. Přehled základních technologií pro přípravu speciálních slitin a materiálů.
2. Slitiny Ni, Co a superslitiny na bázi Fe, Co a Ni. Vliv technologie přípravy na vlastnosti: vakuově indukční tavení (VIM), obloukové (VAR) a elektrostruskové (ESR) přetavení, směrová krystalizace. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, mechanické a korozní vlastnosti za běžných i vysokých teplot, použití.
3. Slitiny titanu. Příprava pomocí VIM, VAR, ESR. Rozdělení slitin Ti podle struktury (alfa, beta, alfa+beta).
4. Fázové přeměny v Ti slitinách. Precipitační procesy a deformační charakteristiky. Vliv různých variant tepelného zpracování na mikrostrukturní charakteristiky Ti slitin. Aplikace v souvislosti s technologiemi přípravy slitin.
5. Slitiny lehkých kovů. Metody přípravy, struktury a vlastnosti. Tepelné zpracování a vliv na mikrostrukturu a funkční vlastnosti materiálů. Oblasti aplikací.
6. Intermetalické sloučeniny (IMC). VIM intermetalických slitin. ExoMelt proces. Mechanické legování při přípravě intermetalických slitin a IMC kompozitů. Vliv parametrů procesu na vlastnosti produktu. Struktura a fázová stabilita IMC. Antifázové hranice a domény. Vlastnosti mechanické, elektromagnetické, korozní, tepelné, supravodivé. Rozdělení intermetalických materiálů, přehled, struktura, vlastnosti a příklady použití.
7. Slitiny s jevem tvarové paměti. Výroba a tepelně-mechanické zpracování. Princip paměťového jevu, strukturní charakteristiky, příklady materiálů (slitiny TiNi, TiNb, Cu-Ni-Al aj.), použití.
8. Funkčně-gradientní materiály. Definice a princip gradientního působení. Technologie přípravy (plazmová technologie, technologie CVD a PVD, selektivní laserové tavení, laserové legování, aj.). Struktura, příklady systémů, použití.
9. Polymery, rozdělení podle typu řetězce, podle reakce vzniku a podle chování za vysokých teplot. Vzorce a názvosloví. Mikrostruktura, krystalizace, viskoelastické vlastnosti, degradace. Oblasti aplikací.
10. Kompozitní materiály. Technologie výroby a parametry. Typy materiálů podle zpevňujících složek a matricí. Princip kompozitního působení. Popis struktury. Mechanika kompozitních materiálů. Materiálové charakteristiky. Použití.
11. Kovové pěny a porézní materiály. Přehled, princip a srovnání technologií přípravy. Vliv parametrů procesu na charakteristiky materiálů. Mikrostruktura, fyzikálně- metalurgické vlastnosti, přednosti a použití.
12. Kovová skla. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, stabilita struktury. Technologie přípravy. Příklady materiálů, jejich vlastnosti, výhody a omezení použití.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction