730-0105/01 – Introduction to materials (ÚNoM)
| Gurantor department | Nanotechnology centre | Credits | 4 |
| Subject guarantor | Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP | Subject version guarantor | Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2007/2008 | Year of cancellation | 2009/2010 |
| Intended for the faculties | USP | Intended for study types | Bachelor |
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
Other requirements
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
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.