Přednášky:
- Materialografie – studium strukturních parametrů technických materiálů.
Základní důvody a cíle studia struktury materiálů.
- Světelná mikroskopie. Lom světelných paprsků v tenkých čočkách. Ohnisková
vzdálenost. Hloubka ostrosti. Vady tenkých čoček. Rozlišovací schopnost.
- Konstrukce světelného mikroskopu. Metody zvyšování kontrastu zobrazení.
Světlé pole, tmavé pole, polarizované světlo, fázový kontrast, měření mikrotvrdosti.
- Příprava rovinných výbrusů pro účely optické mikroskopie (kovy, kompozity,
keramické materiály). Zviditelňování mikrostruktury kovů pomocí chemického
a elektrolytického leptání.
- Základní metody kvantitativní mikroskopie. Typické aplikace světelné mikroskopie v materiálovém inženýrství.
- Interakce rtg záření a elektronů s hmotou. Difrakce paprsků na krystalové
mříži – Braggova rovnice. Reciproká mříž. Ewaldova konstrukce. Absorpce
záření hmotou.
- Princip rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Kvalitativní
a kvantitativní analýza fázového složení materiálů. Texturní analýza.
- Princip rtg difrakční analýzy monokrystalů. Využití rtg difrakce při studiu
makropnutí a mikropnutí v technických materiálech - rtg tenzometrie.
- Rtg spektrální analýza a rtg mikroskopie. Typické aplikace rentgenografie
v materiálovém inženýrství.
- Princip prozařovacího elektronového mikroskopu. Mechanismy vzniku kontrastu
při studiu amorfních a krystalických látek. Amplitudový kontrast – zobrazení
ve světlém a v tmavém poli.
- Fázový kontrast – zobrazení mřížky a struktury. Elektronová difrakce.
Difrakční konstanta. Analýza difraktogramů - monokrystaly a polykrystaly.
- Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii: extrakční
uhlíkové repliky a tenké kovové fólie. Příprava preparátů z elektricky
nevodivých materiálů.
- Princip řádkovacího elektronového mikroskopu. Základní mechanismy vzniku
kontrastu zobrazení. Environmentální řádkovací elektronová mikroskopie
(ESEM). Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Příprava preparátů pro
řádkovací elektronovou mikroskopii.
- Rtg spektrální mikroanalýza. Základní principy vlnově a energiově disperzní
mikroanalýzy. Kvalitativní a kvantitativní rtg mikroanalýza.
- Spektroskopie Augerových elektronů. Spektroskopie energetických ztrát
elektronů (EELS). Energiová filtrace v prozařovací elektronové mikroskopii
(EFTEM). Typické aplikace elektronové mikroskopie a rtg spektrální
mikroanalýzy v materiálovém inženýrství.
- Princip technik studia povrchu materiálů pomocí řádkující sondy - STM, AFM.
Princip iontové mikroskopie a atomového hmotnostního spektrometru.
Cvičení:
1. Úvod do cvičení.
2. Příprava vzorků pro světelnou mikroskopii, metody zviditelňování struktury.
Kvalitativní fázová analýza.
3. Hodnocení mikročistoty ocelí. Stanovení velikosti zrna.
4. Stanovení objemového podílu fází v technických materiálech. Měření
mikrotvrdosti mikrostrukturních složek a fází.
5. Absorpce rtg záření hmotou. Základy krystalografie. Transformační
matice.
6. Kvalitativní fázová analýza za použití rtg difrakce.
7. Kvantitativní rtg fázová analýza.
8. Prověrka znalostí z optické mikroskopie a rtg difrakční analýzy.
9. Stanovení difrakční konstanty elektronového mikroskopu. Řešení
kružnicových elektronových difraktogramů.
10. Řešení bodových elektronových difraktogramů.
11. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočet.
- Materialografie – studium strukturních parametrů technických materiálů.
Základní důvody a cíle studia struktury materiálů.
- Světelná mikroskopie. Lom světelných paprsků v tenkých čočkách. Ohnisková
vzdálenost. Hloubka ostrosti. Vady tenkých čoček. Rozlišovací schopnost.
- Konstrukce světelného mikroskopu. Metody zvyšování kontrastu zobrazení.
Světlé pole, tmavé pole, polarizované světlo, fázový kontrast, měření mikrotvrdosti.
- Příprava rovinných výbrusů pro účely optické mikroskopie (kovy, kompozity,
keramické materiály). Zviditelňování mikrostruktury kovů pomocí chemického
a elektrolytického leptání.
- Základní metody kvantitativní mikroskopie. Typické aplikace světelné mikroskopie v materiálovém inženýrství.
- Interakce rtg záření a elektronů s hmotou. Difrakce paprsků na krystalové
mříži – Braggova rovnice. Reciproká mříž. Ewaldova konstrukce. Absorpce
záření hmotou.
- Princip rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Kvalitativní
a kvantitativní analýza fázového složení materiálů. Texturní analýza.
- Princip rtg difrakční analýzy monokrystalů. Využití rtg difrakce při studiu
makropnutí a mikropnutí v technických materiálech - rtg tenzometrie.
- Rtg spektrální analýza a rtg mikroskopie. Typické aplikace rentgenografie
v materiálovém inženýrství.
- Princip prozařovacího elektronového mikroskopu. Mechanismy vzniku kontrastu
při studiu amorfních a krystalických látek. Amplitudový kontrast – zobrazení
ve světlém a v tmavém poli.
- Fázový kontrast – zobrazení mřížky a struktury. Elektronová difrakce.
Difrakční konstanta. Analýza difraktogramů - monokrystaly a polykrystaly.
- Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii: extrakční
uhlíkové repliky a tenké kovové fólie. Příprava preparátů z elektricky
nevodivých materiálů.
- Princip řádkovacího elektronového mikroskopu. Základní mechanismy vzniku
kontrastu zobrazení. Environmentální řádkovací elektronová mikroskopie
(ESEM). Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Příprava preparátů pro
řádkovací elektronovou mikroskopii.
- Rtg spektrální mikroanalýza. Základní principy vlnově a energiově disperzní
mikroanalýzy. Kvalitativní a kvantitativní rtg mikroanalýza.
- Spektroskopie Augerových elektronů. Spektroskopie energetických ztrát
elektronů (EELS). Energiová filtrace v prozařovací elektronové mikroskopii
(EFTEM). Typické aplikace elektronové mikroskopie a rtg spektrální
mikroanalýzy v materiálovém inženýrství.
- Princip technik studia povrchu materiálů pomocí řádkující sondy - STM, AFM.
Princip iontové mikroskopie a atomového hmotnostního spektrometru.
Cvičení:
1. Úvod do cvičení.
2. Příprava vzorků pro světelnou mikroskopii, metody zviditelňování struktury.
Kvalitativní fázová analýza.
3. Hodnocení mikročistoty ocelí. Stanovení velikosti zrna.
4. Stanovení objemového podílu fází v technických materiálech. Měření
mikrotvrdosti mikrostrukturních složek a fází.
5. Absorpce rtg záření hmotou. Základy krystalografie. Transformační
matice.
6. Kvalitativní fázová analýza za použití rtg difrakce.
7. Kvantitativní rtg fázová analýza.
8. Prověrka znalostí z optické mikroskopie a rtg difrakční analýzy.
9. Stanovení difrakční konstanty elektronového mikroskopu. Řešení
kružnicových elektronových difraktogramů.
10. Řešení bodových elektronových difraktogramů.
11. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočet.