Přednášky:
· Obsah a cíl předmětu. Význam studia vztahů mezi strukturou a vlastnostmi
technických materiálů.
· Atomová struktura pevných látek. Stavba atomu. Bohrův model atomu.
Kvantově mechanický model atomu. Periodická soustava prvků a elektronová
konfigurace atomů. Ionizační energie.
· Vazby v pevných látkách (iontová, kovalentní, kovová a Van der
Waalsova). Krystalické a amorfní pevné látky. Základy krystalografie: teorie
opakování, translační periodicita krystalů, elementární buňka, prostorová
mříž, základní principy reciproké mříže, symetrie krystalů, zákony geometrické
krystalografie.
· Krystalové struktury prvků ( molekulární orbity, pásová teorie, struktury
těsně uspořádaných atomů, struktury se směrovými vazbami). Polymorfismus.
Polární struktury. Struktury binárních slitin (tuhé roztoky, uspořádané fáze,
elektronové sloučeniny, slitiny s dominujícím rozměrovým faktorem, sloučeniny
přechodových kovů s proměnným zastoupením, intersticiální sloučeniny).
· Bodové poruchy v kovech a slitinách. Rovnovážná koncentrace bodových
poruch. Vznik nerovnovážné koncentrace bodových poruch (kalení, plastická
deformace). Zotavování nadbytečných bodových poruch.
· Difúze v kovových soustavách. Základní rovnice difúze (I a II Fickův
zákon). Atomová teorie difúze, mechanismy difúze intersticiálních a
substitučních atomů. Samodifúze. Vliv teploty – tepelná aktivace.
· Kanály vysoké difuzivity (difúze podél hranic zrn, podél dislokací a
volných povrchů). Difúze pod napětím, difúze ve slitinách, difúze při
koncentračním gradientu, vybrané příklady difúze.
· Čarové poruchy krystalové mříže – dislokace. Definice, základní
rozdělení, Burgersův vektor, pohyb dislokací, napěťové pole dislokace, síly
působící na dislokaci, energie dislokace, vrstevné chyby.
· Vzájemné působení mezi dislokacemi: protínání dislokací, pohyb stupňů
na dislokacích, příčný skluz, šplhání, dislokační reakce, hustota dislokací,
zdroje dislokací.
· Dislokace v důležitých krystalových strukturách. KPC: dislokační reakce,
Thompsonův tetraedr, vrstevné chyby a částečné dislokace. HTU:
dislokační reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace. KSC: dislokační
reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace.
· Interakce dislokací s bodovými poruchami. Dislokace v systémech s
uspořádáním na dlouhou vzdálenost. Hranice zrn a subzrn, rozhraní mezi fázemi.
· Krystalizace kovů a slitin. Homogenní a heterogenní nukleace. Růst
krystalů čistých kovů. Krystalizace slitin. Eutektická reakce. Peritektická
reakce. Krystalizace odlitků (ingotů) a kontislitků.
· Fázové přeměny v pevném stavu, klasifikace. Difúzní přeměny: precipitace,
uspořádání, eutektoidní reakce, masívní transformace, polymorfní
přeměny. Homogenní a heterogenní nukleace. Bezdifúzní přeměny. Kinetika
transformací.
· Deformační zpevnění. Křivky zpevnění monokrystalů s KPC, HTU a KSC
strukturou. Teorie zpevnění čistých kovů. Plastická deformace polykrystalů.
Zpevnění v dvoufázových materiálech. Substituční zpevnění. Precipitační
zpevnění: koherentní a nekoherentní částice precipitátu.
Cvičení:
1. Úvodní cvičení
2. Fázové diagramy
3.-4. Hodnocení struktur systému Fe-C
5.-6. Krystalografie
7. Bodové poruchy
8.-9. Difúze
10.-11. Dislokace
12. Krystalizace
13. Fázové přeměny
14. Zápočty
· Obsah a cíl předmětu. Význam studia vztahů mezi strukturou a vlastnostmi
technických materiálů.
· Atomová struktura pevných látek. Stavba atomu. Bohrův model atomu.
Kvantově mechanický model atomu. Periodická soustava prvků a elektronová
konfigurace atomů. Ionizační energie.
· Vazby v pevných látkách (iontová, kovalentní, kovová a Van der
Waalsova). Krystalické a amorfní pevné látky. Základy krystalografie: teorie
opakování, translační periodicita krystalů, elementární buňka, prostorová
mříž, základní principy reciproké mříže, symetrie krystalů, zákony geometrické
krystalografie.
· Krystalové struktury prvků ( molekulární orbity, pásová teorie, struktury
těsně uspořádaných atomů, struktury se směrovými vazbami). Polymorfismus.
Polární struktury. Struktury binárních slitin (tuhé roztoky, uspořádané fáze,
elektronové sloučeniny, slitiny s dominujícím rozměrovým faktorem, sloučeniny
přechodových kovů s proměnným zastoupením, intersticiální sloučeniny).
· Bodové poruchy v kovech a slitinách. Rovnovážná koncentrace bodových
poruch. Vznik nerovnovážné koncentrace bodových poruch (kalení, plastická
deformace). Zotavování nadbytečných bodových poruch.
· Difúze v kovových soustavách. Základní rovnice difúze (I a II Fickův
zákon). Atomová teorie difúze, mechanismy difúze intersticiálních a
substitučních atomů. Samodifúze. Vliv teploty – tepelná aktivace.
· Kanály vysoké difuzivity (difúze podél hranic zrn, podél dislokací a
volných povrchů). Difúze pod napětím, difúze ve slitinách, difúze při
koncentračním gradientu, vybrané příklady difúze.
· Čarové poruchy krystalové mříže – dislokace. Definice, základní
rozdělení, Burgersův vektor, pohyb dislokací, napěťové pole dislokace, síly
působící na dislokaci, energie dislokace, vrstevné chyby.
· Vzájemné působení mezi dislokacemi: protínání dislokací, pohyb stupňů
na dislokacích, příčný skluz, šplhání, dislokační reakce, hustota dislokací,
zdroje dislokací.
· Dislokace v důležitých krystalových strukturách. KPC: dislokační reakce,
Thompsonův tetraedr, vrstevné chyby a částečné dislokace. HTU:
dislokační reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace. KSC: dislokační
reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace.
· Interakce dislokací s bodovými poruchami. Dislokace v systémech s
uspořádáním na dlouhou vzdálenost. Hranice zrn a subzrn, rozhraní mezi fázemi.
· Krystalizace kovů a slitin. Homogenní a heterogenní nukleace. Růst
krystalů čistých kovů. Krystalizace slitin. Eutektická reakce. Peritektická
reakce. Krystalizace odlitků (ingotů) a kontislitků.
· Fázové přeměny v pevném stavu, klasifikace. Difúzní přeměny: precipitace,
uspořádání, eutektoidní reakce, masívní transformace, polymorfní
přeměny. Homogenní a heterogenní nukleace. Bezdifúzní přeměny. Kinetika
transformací.
· Deformační zpevnění. Křivky zpevnění monokrystalů s KPC, HTU a KSC
strukturou. Teorie zpevnění čistých kovů. Plastická deformace polykrystalů.
Zpevnění v dvoufázových materiálech. Substituční zpevnění. Precipitační
zpevnění: koherentní a nekoherentní částice precipitátu.
Cvičení:
1. Úvodní cvičení
2. Fázové diagramy
3.-4. Hodnocení struktur systému Fe-C
5.-6. Krystalografie
7. Bodové poruchy
8.-9. Difúze
10.-11. Dislokace
12. Krystalizace
13. Fázové přeměny
14. Zápočty