730-0105/01 – Úvod do nauky o materiálu (ÚNoM)
| Garantující katedra | Centrum nanotechnologií | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP | Garant verze předmětu | Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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.
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.