Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2022/2023

Moderní metody strukturně fázové analýzy

Typ studia doktorské
Jazyk výuky čeština
Kód 636-0937/02
Zkratka MMSFA
Název předmětu česky Moderní metody strukturně fázové analýzy
Název předmětu anglicky Modern Techniques of Structure and Phase Analysis
Kreditů 10
Garantující katedra Katedra materiálového inženýrství
Garant předmětu prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.

Osnova předmětu

1. Základní důvody a cíle studia struktury technických materiálů na různých rozměrových úrovních (makrostruktura, mikrostruktura, nanostruktura). Srovnání rozlišovací schopnosti různých mikroskopických technik.
2. 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.
3. Interakce rtg záření a elektronového svazku s hmotou. Základní vlastnosti reciproké mříže. Geometrické podmínky difrakce: Braggův zákon a Ewaldova reflexní koule.
4. Experimentální technika rtg difrakční analýzy polykrystalických materiálů. Typické úlohy rtg difrakční analýzy. Techniky kvantitativní analýzy fázového složení – metody vnitřního a vnějšího standardu, bezstandardová analýza.
5. 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.
6. Přístroje založené na využití zfokusovaného svazku elektronů. Princip prozařovacího a řádkovacího elektronového mikroskopu.
7. Mechanismy vzniku kontrastu v prozařovací elektronové mikroskopii: amplitudový a fázový kontrast. Základní principy kinematické a dynamické teorie rozptylu elektronů, kontrast na poruchách krystalové mříže.
8. Prozařovací elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM).
9. Příprava preparátů pro prozařovací elektronovou mikroskopii. Technika zfokusovaného iontového svazku (FIB).
10. Metody elektronové difrakce: selekční elektronová difrakce a difrakce konvergentního svazku elektronů. Interpretace difraktogramů získaných při studiu monokrystalů a polykrystalů. Spektroskopické techniky EDX a EELS.
11. Mechanismy vzniku kontrastu v řádkovací elektronové mikroskopii. Interpretace zobrazení v sekundárních elektronech a v odražených elektronech. Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD).
12. Rtg spektrální mikroanalýza: vlnově disperzní a energiově disperzní analýza. Spektroskopie Augerových elektronů.
13. Mikroskopické techniky s řádkující sondou – AFM, STM, MFM. Iontová mikroskopie. AP tomografie.
14. Příklady aplikací strukturní a fázové analýzy v materiálových vědách a inženýrství.

Povinná literatura

KRAUS, I. Úvod do strukturní rentgenografie, Praha: Academia, 1985.
KARLÍK, M. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, Praha: CVUT, 2011. ISBN 978-80-01-04729-3.
ENGLER, O. a V. RANDLE. Introduction to texture analysis: macrotexture, microtexture and orientation mapping. 2nd edition, Boca Raton: CRC Press, 2010. ISBN 9781420063653.
GOLDSTEIN, J., et al. Scanning electron microscopy and X–ray microanalysis. 3rd edition, New York: Springer US, 2003. ISBN 978-0-306-47292-3 .
EGERTON, R.F. Physical principles of electron microscopy. New York: Springer Science + Business Media, Inc., 2005. ISBN-10: 0-387-25800-0.

Doporučená literatura

WILLIAMS, D. B. a C. B. CARTER. Transmission electron microscopy, A textbook for materials science. 2nd edition, Springer US, 2012. ISBN 978-0-387-76502-0 .
WHISTON, C. X-ray methods (analytical chemistry by open learning), J. Wiley & Sons, 1987. ISBN 978-0471913863 .
HULÍNSKÝ, V. a K. JUREK. Zkoumání látek elektronovým paprskem. Praha: SNTL, 1982.