1. Charakteristika nanostrukturních materiálů, velikost a měrný povrch částic. Ovlivnění vlastností materiálů poměrem atomů v objemu a na povrchu částic. Základní typy nanostrukturních materiálů a jejich aplikace.
2. Metody přípravy nanostrukturních materiálů a jejich rozdělení. Příprava nanostrukturních materiálů z různých fází (plynné, kapalné, vodné roztoky, suspenze, pevné fáze). Možnosti přípravy nanostrukturních materiálů.
3. Příprava nanostrukturních materiálů kondenzací z inertních plynů. Příprava nanostrukturních materiálů procesem PVS (Physical Vapor Synthesis). Reakce reakčních plynů s parami prekurzoru. Vliv podmínek přípravy na vlastnosti
materiálů. Příprava kovových materiálů, intermetalických sloučenin, příprava oxidů, karbidů, nitridů apod.
4. Plazmové procesy přípravy nanostrukturních materiálů. Charakteristika plazmy, indukční a obloukové plazma. Generace plazmy, odpařování a kondenzace materiálu. Chemická syntéza, procesy pyrolýzy.
5. Příprava nanostrukturních materiálů procesem NAS (Nano Arc Synthesis). Využití energie obloukového výboje k přípravě jednosložkových a vícesložkových oxidů kovů vzácných zemin a tranzitivních kovů. Metody přípravy uhlíkatých
nanostrukturních materiálů.
6. Metody přípravy roztoků, mikroemulsí, aerosolů pro přípravu nanostrukturních a nanokompozitních materiálů, sloučeniny směsných krystalů. Jednosložkové a vícesložkové systémy (WCo, WCoV, WCoCr2C3 apod.).
7. Příprava nanostrukturních materiálů procesy rychlého tuhnutí tavenin. Vliv chemického složení tavenin a rychlosti ochlazování na strukturu a velikost částic. Příprava jemnozrnných materiálů atomizací tavenin kovů pomocí inertního plynu o vysoké rychlosti, vliv podmínek atomizace a složení taveniny na strukturu materiálu.
8. Příprava nanostrukturních materiálů procesem mletí ve vysokoenergetických kulových mlýnech. Příprava vícesložkových materiálů procesem mechanického legování (TiC, TiB2, …).
9. Metody hodnocení vlastností nanostrukturních materiálů. Stanovení velikosti částic, mechanické vlastnosti, hodnocení vlastností žárových nástřiků a povrchových vrstev. Strukturní charakteristiky. Mechanické vlastnosti nanokrystalických kovů. Změna vlastností kovových materiálů v závislosti na velikostí zrna. Superplastické chování.
10. Deformace kovů a slitin (elastická, plastická), způsoby stanovení plastické deformace (absolutní, poměrné, skutečné deformace, koeficienty deformace, zákon stálosti objemu). Analýza plastické deformace technologií SPD pomocí počítačová simulace. Vlastnosti kovových materiálů a nanostrukturních materiálů (Hall-Petchova rovnice, pevnost, tažnost, růst zrn).
11. Technologie: Top-down, Bottom-up, SPD – UFG a NC materiálů (ultrajemnozrnné a nanostrukturní materiály).
12. Several Plastic Deformation (SPD) metody přípravy nanokrystalických kovů: High-pressure torsion (HPT), Equal channel angular processing (ECAP, DECAP), Cyclic extrusion-compression (CEC), Acumulative roll-bonding (ARB), kontinuální procesy (Conshearing, C2S2, CSPD) a tixoforming.
13. Základní termodynamické podmínky výroby nanokrystalických materiálů extrémní plastickou deformací. Aplikace technologií ECAP, CEC a TC, vývoj struktury a vlastností vybraných slitin. Vliv tvaru nástrojů, porovnání jednotlivých technologií, velikost deformace, stav napjatosti, vývoj struktury, stárnutí, rekrystalizace, dosažitelné vlastnosti. Rozbor termomechanických podmínek průběhu procesu ECAP pomocí programu FormFem.
14. Princip a fyzikální podstata vývoje struktury při aplikaci technologiemi SPD. Konstrukce jednotlivých zařízení, zpracovávané slitiny a vlastnosti. Podmínky stability (nestability) struktury. Analýza vývoje struktury pomocí programového vybavení. Průmyslové využití technologií (SPD) při výrobě nanokrystalických materiálů. Příklady využití nanokrystalických materiálů v moderních konstrukcích.
2. Metody přípravy nanostrukturních materiálů a jejich rozdělení. Příprava nanostrukturních materiálů z různých fází (plynné, kapalné, vodné roztoky, suspenze, pevné fáze). Možnosti přípravy nanostrukturních materiálů.
3. Příprava nanostrukturních materiálů kondenzací z inertních plynů. Příprava nanostrukturních materiálů procesem PVS (Physical Vapor Synthesis). Reakce reakčních plynů s parami prekurzoru. Vliv podmínek přípravy na vlastnosti
materiálů. Příprava kovových materiálů, intermetalických sloučenin, příprava oxidů, karbidů, nitridů apod.
4. Plazmové procesy přípravy nanostrukturních materiálů. Charakteristika plazmy, indukční a obloukové plazma. Generace plazmy, odpařování a kondenzace materiálu. Chemická syntéza, procesy pyrolýzy.
5. Příprava nanostrukturních materiálů procesem NAS (Nano Arc Synthesis). Využití energie obloukového výboje k přípravě jednosložkových a vícesložkových oxidů kovů vzácných zemin a tranzitivních kovů. Metody přípravy uhlíkatých
nanostrukturních materiálů.
6. Metody přípravy roztoků, mikroemulsí, aerosolů pro přípravu nanostrukturních a nanokompozitních materiálů, sloučeniny směsných krystalů. Jednosložkové a vícesložkové systémy (WCo, WCoV, WCoCr2C3 apod.).
7. Příprava nanostrukturních materiálů procesy rychlého tuhnutí tavenin. Vliv chemického složení tavenin a rychlosti ochlazování na strukturu a velikost částic. Příprava jemnozrnných materiálů atomizací tavenin kovů pomocí inertního plynu o vysoké rychlosti, vliv podmínek atomizace a složení taveniny na strukturu materiálu.
8. Příprava nanostrukturních materiálů procesem mletí ve vysokoenergetických kulových mlýnech. Příprava vícesložkových materiálů procesem mechanického legování (TiC, TiB2, …).
9. Metody hodnocení vlastností nanostrukturních materiálů. Stanovení velikosti částic, mechanické vlastnosti, hodnocení vlastností žárových nástřiků a povrchových vrstev. Strukturní charakteristiky. Mechanické vlastnosti nanokrystalických kovů. Změna vlastností kovových materiálů v závislosti na velikostí zrna. Superplastické chování.
10. Deformace kovů a slitin (elastická, plastická), způsoby stanovení plastické deformace (absolutní, poměrné, skutečné deformace, koeficienty deformace, zákon stálosti objemu). Analýza plastické deformace technologií SPD pomocí počítačová simulace. Vlastnosti kovových materiálů a nanostrukturních materiálů (Hall-Petchova rovnice, pevnost, tažnost, růst zrn).
11. Technologie: Top-down, Bottom-up, SPD – UFG a NC materiálů (ultrajemnozrnné a nanostrukturní materiály).
12. Several Plastic Deformation (SPD) metody přípravy nanokrystalických kovů: High-pressure torsion (HPT), Equal channel angular processing (ECAP, DECAP), Cyclic extrusion-compression (CEC), Acumulative roll-bonding (ARB), kontinuální procesy (Conshearing, C2S2, CSPD) a tixoforming.
13. Základní termodynamické podmínky výroby nanokrystalických materiálů extrémní plastickou deformací. Aplikace technologií ECAP, CEC a TC, vývoj struktury a vlastností vybraných slitin. Vliv tvaru nástrojů, porovnání jednotlivých technologií, velikost deformace, stav napjatosti, vývoj struktury, stárnutí, rekrystalizace, dosažitelné vlastnosti. Rozbor termomechanických podmínek průběhu procesu ECAP pomocí programu FormFem.
14. Princip a fyzikální podstata vývoje struktury při aplikaci technologiemi SPD. Konstrukce jednotlivých zařízení, zpracovávané slitiny a vlastnosti. Podmínky stability (nestability) struktury. Analýza vývoje struktury pomocí programového vybavení. Průmyslové využití technologií (SPD) při výrobě nanokrystalických materiálů. Příklady využití nanokrystalických materiálů v moderních konstrukcích.