DAVIS, Joseph D. Metals Handbook, Desk Edition, ASM International, 1998. ISBN 0871706547.
BULLINGER, H.-J. Technology Guide. Principels-Application-Trends. Springer, London, 2009. ISBN 978-3-540-88545-0.
ELSSNER, Gerhard et al. Ceramics and Ceramic Composites. Materialographic Preparation. Elseviere Imprint, 1999, ISBN 978-0-444-10030-6 .
HULL, Daniel. An Introduction to composite materials, Cambridge, 1990. ISBN 9780521388559 .
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021
Úvod do nauky o materiálu
| Typ studia | bakalářské |
|---|---|
| Jazyk výuky | čeština |
| Kód | 9360-0105/03 |
| Zkratka | UNoM |
| Název předmětu česky | Úvod do nauky o materiálu |
| Název předmětu anglicky | Introduction to materials science |
| Kreditů | 3 |
| Garantující katedra | Centrum nanotechnologií |
| Garant předmětu | doc. Ing. Karla Čech Barabaszová, Ph.D. Paed.IGIP |
Osnova předmětu
1. Úvod do předmětu. Přehled materiálů používaných v průmyslu a jejich základní rozdělení.
2. Strukturní vlastnosti materiálů: I. Struktura a strukturní poruchy kovů a slitin. Krystalové struktury prvků a binárních slitin. Bodové poruchy v kovech a slitinách; difúze v kovových soustavách. Čárové poruchy krystalové mříže. Difúze v kovech a slitinách.
3. Strukturní vlastnosti materiálů II. Fázové transformace, rovnovážné fázové diagramy. Tuhé roztoky, intermediární fáze, mechanické směsi. Termodynamika transformací.
4. Mechanické vlastnosti materiálů. Zkouška tahem, rázem, v ohybu, zkoušky tvrdosti. Creep.
5. Konstrukční materiály. Soustava železo - uhlík. Základní chemické a strukturní přeměny. Základní dělení a využití ocelí. Vliv přísad na jejich vlastnosti. Litiny.
6. Slitiny kovů I. Slitiny Cu: bronzy, mosazi a kupronikly; slitiny Al: pro odlévání a pro tváření; slitiny Mg: pro odlévání a pro tváření. Vlastnosti a aplikace.
7. Slitiny kovů II. Slitiny Ni a superslitiny, charakteristiky a aplikace. Slitiny vysokotavitelných kovů (Ti, W, Nb aj.), jejich vlastnosti a aplikace.
8. Slitiny kovů III. Vybrané intermetalické sloučeniny. Biokompatibilní materiály, podmínka biokompatibility, typy materiálů. Funkčně gradientní materiály, princip, vlastnosti, využití.
9. Amorfní materiály a polymerní materiály. Charakteristika skel, fyzikálně - chemické vlastnosti, využití v optice a elektronice. Speciální skla.
10. Materiály s elektromagnetickými vlastnostmi. Kovová skla, stabilita, příprava, vlastnosti, příklady, použití. Magnetické materiály, rozdělení, charakteristiky a aplikace. Supravodiče, rozdělení, charakteristiky a aplikace.
11. Keramické materiály. Základní vlastnosti a aplikace. Čistá keramika, technická a konstrukční keramika, technické sklo, porcelán.
12. Kompozitní materiály. Základní dělení, technologie přípravy, aplikace v mikrosvětě a nanotechnologiích.
13. Přírodní materiály. Dělení a charakterizace a jejich využití.
14. Polovodičové materiály. Rozdělení, vlastnosti a charakteristiky. Základní technologie přípravy, vliv parametrů na vodivost. Polovodičové struktury.
NÁPLŇ CVIČENÍ:
1. Úvodní cvičení – seznámení s náplní cvičení a podmínkami udělení zápočtů. Podmínky vypracování protokolů.
2. Krystalografie – základní krystalografické mřížky, jejich vlastnosti. Určování směrů a rovin.
3. - 4. Rovnovážné binární a ternární diagramy – základní typy, jejich charakterizace a fázové transformace. Příklady binárních a ternárních diagramů v oblasti materiálového inženýrství.
5. Hodnocení mechanických vlastností materiálů. Tahové zkoušky a zkoušky tvrdosti. RTG difrakční záznamy kovových a nekovových systémů.
6.-7. Odevzdání semestrálního protokolu. Konzultace. Udělení zápočtu.
2. Strukturní vlastnosti materiálů: I. Struktura a strukturní poruchy kovů a slitin. Krystalové struktury prvků a binárních slitin. Bodové poruchy v kovech a slitinách; difúze v kovových soustavách. Čárové poruchy krystalové mříže. Difúze v kovech a slitinách.
3. Strukturní vlastnosti materiálů II. Fázové transformace, rovnovážné fázové diagramy. Tuhé roztoky, intermediární fáze, mechanické směsi. Termodynamika transformací.
4. Mechanické vlastnosti materiálů. Zkouška tahem, rázem, v ohybu, zkoušky tvrdosti. Creep.
5. Konstrukční materiály. Soustava železo - uhlík. Základní chemické a strukturní přeměny. Základní dělení a využití ocelí. Vliv přísad na jejich vlastnosti. Litiny.
6. Slitiny kovů I. Slitiny Cu: bronzy, mosazi a kupronikly; slitiny Al: pro odlévání a pro tváření; slitiny Mg: pro odlévání a pro tváření. Vlastnosti a aplikace.
7. Slitiny kovů II. Slitiny Ni a superslitiny, charakteristiky a aplikace. Slitiny vysokotavitelných kovů (Ti, W, Nb aj.), jejich vlastnosti a aplikace.
8. Slitiny kovů III. Vybrané intermetalické sloučeniny. Biokompatibilní materiály, podmínka biokompatibility, typy materiálů. Funkčně gradientní materiály, princip, vlastnosti, využití.
9. Amorfní materiály a polymerní materiály. Charakteristika skel, fyzikálně - chemické vlastnosti, využití v optice a elektronice. Speciální skla.
10. Materiály s elektromagnetickými vlastnostmi. Kovová skla, stabilita, příprava, vlastnosti, příklady, použití. Magnetické materiály, rozdělení, charakteristiky a aplikace. Supravodiče, rozdělení, charakteristiky a aplikace.
11. Keramické materiály. Základní vlastnosti a aplikace. Čistá keramika, technická a konstrukční keramika, technické sklo, porcelán.
12. Kompozitní materiály. Základní dělení, technologie přípravy, aplikace v mikrosvětě a nanotechnologiích.
13. Přírodní materiály. Dělení a charakterizace a jejich využití.
14. Polovodičové materiály. Rozdělení, vlastnosti a charakteristiky. Základní technologie přípravy, vliv parametrů na vodivost. Polovodičové struktury.
NÁPLŇ CVIČENÍ:
1. Úvodní cvičení – seznámení s náplní cvičení a podmínkami udělení zápočtů. Podmínky vypracování protokolů.
2. Krystalografie – základní krystalografické mřížky, jejich vlastnosti. Určování směrů a rovin.
3. - 4. Rovnovážné binární a ternární diagramy – základní typy, jejich charakterizace a fázové transformace. Příklady binárních a ternárních diagramů v oblasti materiálového inženýrství.
5. Hodnocení mechanických vlastností materiálů. Tahové zkoušky a zkoušky tvrdosti. RTG difrakční záznamy kovových a nekovových systémů.
6.-7. Odevzdání semestrálního protokolu. Konzultace. Udělení zápočtu.
Povinná literatura
Advised literature
RAO, C.N.R, et al. The Chemistry of Nanomaterials, Synthesis, Properties and Applications, Willey-VCH Weinheim, 2008. ISBN 3527306862.
SCHEFFLER, Michael and Paolo COLOMBO. Cellular Ceramics. Wiley-VCH, 2005. ISBN 978352731204.
SCHEFFLER, Michael and Paolo COLOMBO. Cellular Ceramics. Wiley-VCH, 2005. ISBN 978352731204.