730-0105/01 – Úvod do nauky o materiálu (ÚNoM)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity4
Garant předmětuIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAR31 Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.
LOS35 doc. Dr. Ing. Monika Losertová
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Předmět si klade za cíl seznámit studenty se základními typy materiálů (kovovými, polovodičovými, kompozitními, keramickými, amorfními, polymerními, aj.) a jejich vlastnostmi. V první etapě předmětu získá student přehled o struktuře a mikrostruktuře, fyzikálních, mechanických, elektrických a jiných vlastnostech materiálů. V druhé etapě je věnována pozornost využití různých typů materiálů v průmyslu a v nových technologiích. Důraz bude kladen na využití těchto materiálů v oblastech výzkumu a vývoje nanomateriálů a na jejich praktickém využití.

Vyučovací metody

Anotace

Povinná literatura:

Doporučená literatura:

1. RAAB, M. Materiály a člověk. Encyklopedický dům s.r.o.Praha. 1999. 2. KRATOCHVÍL, P., LUKÁČ, P., SPRÁŠIL, B. Úvod do fyziky kovů I, SNTL – Alfa Praha, 1987. 3. FIALA, J., MENTL, V., ŠUTTA, P. Struktura a vlastnosti materiálů. Academia, 2003, 572 s., ISBN 80-200-1223-0. 4. DAVIS, J. R. Metals Handbook, Desk Edition, ASM International, 1998, 1521 s. 5. POKLUDA, J., KROUPA, F., OBDRŽÁLEK, L. Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek. VÚT Brno, PC-DIR spol. s r.o.- Nakladatelství Brno, 1994, 385 s. 6. PLUHAŘ, J. Nauka o materiálech, Praha, SNTL, 1989, 552 s. 7. BAREŠ, R.A. Kompozitní materiály. Praha, SNTL, 1988, 328 s. 8. HULL, D. An Introduction to composite materials, Cambridge, 1990. 9. NALWA, H. S., editor. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. American Scientific Publisher, 2004. 10. NALWA, H. S., editor. Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, Academic Press, 2000. 11. BHUSHAN, B., editor: Handbook of Nanotechnology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004. 12. LACH, V. Keramika, VUT Brno 1995. 13. STAROŇ, J., TOMŠŮ, F. Žáruvzdorné materiály. ALFA Bratislava 1992.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1.Úvod do předmětu.Stručné seznámení s učivem předmětu. Úvod, přehled materiálů používaných v průmyslu a jejich základní rozdělení. Kovy, nekovy a polokovy; slitiny. 2.Strukturní vlastnosti materiálů I.Struktura a strukturní poruchy kovů a slitin. Krystalové struktury prvků a binárních slitin. Bodové poruchy v kovech a slitinách; difúze v kovových soustavách. Čárové poruchy krystalové mříže - dislokace - základní typy, pohyb dislokací. Difúze v kovech a slitinách. 3.Strukturní vlastnosti materiálů II.Fázové transformace, rovnovážné fázové diagramy. Tuhé roztoky, intermediární fáze, mechanické směsi. Termodynamika transformací. 4.Mechanické vlastnosti materiálů.Zkouška tahem, rázem, v ohybu, zkoušky tvrdosti. Creep. 5.Konstrukční materiály.Soustava železo - uhlík. Základní chemické a strukturní přeměny. Základní dělení a využití ocelí. Vliv přísad na jejich vlastnosti. Litiny. 6.Slitiny kovů I.Slitiny Cu: bronzy, mosazi a kupronikly; slitiny Al: pro odlévání a pro tváření; slitiny Mg: pro odlévání a pro tváření. Vlastnosti a aplikace. 7.Slitiny kovů II.Slitiny Ni a superslitiny, charakteristiky a aplikace. Slitiny vysokotavitelných kovů (Ti, W, Nb aj.), jejich vlastnosti a aplikace. 8.Slitiny kovů III. Vybrané intermetalické sloučeniny, rozdělení, charakteristiky a aplikace. Biokompatibilní materiály, podmínka biokompatibility, typy materiálů. Funkčně gradientní materiály, princip, vlastnosti, využití. 9.Amorfní materiály a polymerní materiály.Charakteristika skel, fyzikálně - chemické vlastnosti, využití v optice a elektronice. Speciální skla (chalkogenidová, halogenidová, atd.). Skelně krystalické látky. 10.Materiály s elektromagnetickými vlastnostmi.Kovová skla, stabilita, příprava, vlastnosti, příklady, použití. Magnetické materiály, rozdělení, charakteristiky a aplikace. Supravodiče, rozdělení, charakteristiky a aplikace. 11.Keramické materiály.Základní vlastnosti a aplikace. Čistá keramika, technická a konstrukční keramika, Technické sklo, porcelán. 12.Kompozitní materiály.Základní dělení, technologie přípravy, aplikace v mikrosvětě a nanotechnologiích. Frikční kompozity. 13.Přírodní materiály.Dělení a charakterizace. Metody přípravy přírodních/jílových kompozitních materiálů a jejich využití. Vymezení pojmů hostitel - host, interkaláty. 14.Polovodičové materiály.Rozdělení, vlastnosti a charakteristiky. Základní technologie přípravy, vliv parametrů na vodivost.Polovodičové struktury. NÁPLŇ CVIČENÍ: 1.Úvodní cvičení – seznámení s náplní cvičení a podmínkami udělení zápočtů. Zadání témat semestrálních prací – podmínky vypracování. 2.Krystalografie – základní krystalografické mřížky, jejich vlastnosti. Určování směrů a rovin. 3.Rovnovážné binární a ternární diagramy – základní typy, jejich charakterizace a fázové transformace. Příklady binárních a ternárních diagramů v oblasti materiálového inženýrství. Zadání protokolu. 4.Hodnocení mechanických vlastností materiálů. Tahové zkoušky a zkoušky tvrdosti. RTG difrakční záznamy kovových a nekovových systémů. 5.Polymerní materiály, základní dělení, přípravy, polyreakce. Aplikace polymerních materiálů v průmyslu. 6.Exkurze v laboratořích. 7.Prezentace a obhajoba semestrálních prací. Odevzdání protokolu. Konzultace. Udělení zápočtu.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2008/2009 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 0
                Projekt Projekt 40  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 20  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku