730-0105/01 – Introduction to materials (ÚNoM)

Gurantor departmentNanotechnology centreCredits4
Subject guarantorIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.Subject version guarantorIng. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year1Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction2007/2008Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesUSPIntended for study typesBachelor
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
BAR31 Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D.
LOS35 doc. Dr. Ing. Monika Losertová
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+1

Subject aims expressed by acquired skills and competences

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.

Teaching methods

Summary

Compulsory literature:

Recommended literature:

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.

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

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.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester, validity until: 2008/2009 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 40 (40) 0
                Project Project 40  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 20  0
                Oral Oral examination 40  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (B3942) Nanotechnology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2009/2010 (B3942) Nanotechnology (3942R001) Nanotechnology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2008/2009 (B3942) Nanotechnology (3942R001) Nanotechnology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2007/2008 (B3942) Nanotechnology (3942R001) Nanotechnology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner