9360-0105/01 – Úvod do nauky o materiálu (UNoM)
| 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 | 2010/2011 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FS, FAST, HGF, USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Předmět si klade za cíl seznámit studenty ze základními typy materiálů (kovovými, polovodičovými, kompozitními, keramickými, polymerními aj.), jejich vlastnostmi a aplikačními oblastmi.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Předmět je rozdělen do dvou základních částí, ve kterých je kladen důraz na základní typy materiálů (kovové, polovodičové, kompozitní, keramické, amorfní, polymerní aj.) a jejich vlastnosti. 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.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Semestrální protokol, semestrální práce.
E-learning
Další požadavky na studenta
Pro tento předmět nejsou stanoveny 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. 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. 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.
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.
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.-7.Prezentace a obhajoba semestrálních prací. Odevzdání protokolu. Konzultace.
Udělení zápočtu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky