Přednášky:
- Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých technik strukturně fázové analýzy.
·- Světelná mikroskopie. Princip světelného mikroskopu. Příprava preparátů. Typické úlohy světelné metalografie při kontrole jakosti materiálů – mikrostruktura, mikročistota a velikost zrna.
·- Kvantitativní metalografie, automatizovaná analýza obrazu. Základní stereologické symboly a veličiny. Analýza projektovaných zobrazení. Postupy při stereologické analýze. Chyby měření.
·- Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule.
·- Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza.
·- Tenzometrie. Makropnutí, určování velikosti částic hrubozrnného materiálu. Stanovení mikropnutí – pnutí 2. a 3. druhu.
· Základy analýzy přednostní orientace - textury. Rtg difrakční analýza monokrystalů. Rtg spektrální analýza prvkového složení. Difrakce neutronů.
- Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu.
·- Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže. Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM).
- Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii. Technika zfokusovaného iontového svazku (FIB).
- Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS.
- Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů.
- Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie.
- Příklady využití strukturní a fázové analýzy v materiálovém inženýrství.
Cvičení:
1. Úvod do cvičení.
2. Příprava vzorků pro optickou mikroskopii, kvalitativní fázová analýza.
3. Kvantitativní analýza projektovaných zobrazení za použití automatizované obrazové analýzy.
4. Hodnocení mikročistoty ocelí. Stanovení velikosti zrna. Měření mikrotvrdosti
mikrostrukturních složek a fází.
5. Strukturní faktor.
6. Kvalitativní a kvantitativní fázová analýza za použití rtg difrakce.
7. Prověrka znalostí z optické mikroskopie a rtg difrakční analýzy.
9. Stanovení difrakční konstanty elektronového mikroskopu. Řešení
kružnicových a bodových elektronových difraktogramů.
10. Řešení difraktogramů s Kikuchiho liniemi.
11. Stanovení hustoty dislokací.
12. Využití transformačních matic při řešení složených difraktogramů.
13. Analýza orientačních vztahů pomocí složených difraktogramů.
14. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočet.
- Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých technik strukturně fázové analýzy.
·- Světelná mikroskopie. Princip světelného mikroskopu. Příprava preparátů. Typické úlohy světelné metalografie při kontrole jakosti materiálů – mikrostruktura, mikročistota a velikost zrna.
·- Kvantitativní metalografie, automatizovaná analýza obrazu. Základní stereologické symboly a veličiny. Analýza projektovaných zobrazení. Postupy při stereologické analýze. Chyby měření.
·- Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule.
·- Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza.
·- Tenzometrie. Makropnutí, určování velikosti částic hrubozrnného materiálu. Stanovení mikropnutí – pnutí 2. a 3. druhu.
· Základy analýzy přednostní orientace - textury. Rtg difrakční analýza monokrystalů. Rtg spektrální analýza prvkového složení. Difrakce neutronů.
- Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu.
·- Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže. Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM).
- Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii. Technika zfokusovaného iontového svazku (FIB).
- Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS.
- Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů.
- Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie.
- Příklady využití strukturní a fázové analýzy v materiálovém inženýrství.
Cvičení:
1. Úvod do cvičení.
2. Příprava vzorků pro optickou mikroskopii, kvalitativní fázová analýza.
3. Kvantitativní analýza projektovaných zobrazení za použití automatizované obrazové analýzy.
4. Hodnocení mikročistoty ocelí. Stanovení velikosti zrna. Měření mikrotvrdosti
mikrostrukturních složek a fází.
5. Strukturní faktor.
6. Kvalitativní a kvantitativní fázová analýza za použití rtg difrakce.
7. Prověrka znalostí z optické mikroskopie a rtg difrakční analýzy.
9. Stanovení difrakční konstanty elektronového mikroskopu. Řešení
kružnicových a bodových elektronových difraktogramů.
10. Řešení difraktogramů s Kikuchiho liniemi.
11. Stanovení hustoty dislokací.
12. Využití transformačních matic při řešení složených difraktogramů.
13. Analýza orientačních vztahů pomocí složených difraktogramů.
14. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočet.