Skip to main content
Skip header

Advanced materials and technologies

Type of study Follow-up Master
Language of instruction Czech
Code 653-3321/01
Abbreviation PgMAT
Course title Advanced materials and technologies
Credits 7
Coordinating department Department of Materials Engineering and Recycling
Course coordinator doc. Dr. Ing. Monika Losertová

Subject syllabus

1. Přehled používaných materiálů, jejich vlastností, oblastí použití. Přehled základních technologií pro přípravu speciálních slitin a materiálů.
2. Slitiny Ni, Co a superslitiny na bázi Fe, Co a Ni. Vliv technologie přípravy na vlastnosti: vakuově indukční tavení
(VIM), obloukové (VAR) a elektrostruskové (ESR) přetavení, směrová krystalizace. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, mechanické a korozní vlastnosti za běžných i vysokých teplot, použití.
3. Slitiny titanu. Příprava pomocí VIM, VAR, ESR. Rozdělení slitin Ti podle struktury (alfa, beta, alfa+beta).
4. Fázové přeměny v Ti slitinách. Precipitační procesy a deformační charakteristiky. Vliv různých variant tepelného zpracování na mikrostrukturní charakteristiky Ti slitin. Aplikace v souvislosti s technologiemi přípravy slitin.
5. Slitiny lehkých kovů. Metody přípravy, struktury a vlastnosti. Tepelné zpracování a vliv na mikrostrukturu a funkční vlastnosti materiálů. Oblasti aplikací.
6. Intermetalické sloučeniny (IMC). VIM intermetalických slitin. ExoMelt proces. Mechanické legování při přípravě intermetalických slitin a IMC kompozitů. Vliv parametrů procesu na vlastnosti produktu. Struktura a fázová stabilita IMC. Antifázové hranice a domény. Vlastnosti mechanické, elektromagnetické, korozní, tepelné, supravodivé. Rozdělení intermetalických materiálů, přehled, struktura, vlastnosti a příklady použití.
7. Slitiny s jevem tvarové paměti. Výroba a tepelně-mechanické zpracování. Princip paměťového jevu, strukturní charakteristiky, příklady materiálů (slitiny TiNi, TiNb, Cu-Ni-Al aj.), použití.
8. Funkčně-gradientní materiály. Definice a princip gradientního působení. Technologie přípravy (plazmová technologie, technologie CVD a PVD, selektivní laserové tavení, laserové legování, aj.). Struktura, příklady systémů, použití.
9. Polymery, rozdělení podle typu řetězce, podle reakce vzniku a podle chování za vysokých teplot. Vzorce a názvosloví. Mikrostruktura, krystalizace, viskoelastické vlastnosti, degradace. Oblasti aplikací.
10. Kompozitní materiály. Technologie výroby a parametry. Typy materiálů podle zpevňujících složek a matricí. Princip kompozitního působení. Popis struktury. Mechanika kompozitních materiálů. Materiálové charakteristiky. Použití.
11. Kovové pěny a porézní materiály. Přehled, princip a srovnání technologií přípravy. Vliv parametrů procesu na charakteristiky materiálů. Mikrostruktura, fyzikálně- metalurgické vlastnosti, přednosti a použití.
12. Kovová skla. Fyzikálně-metalurgické charakteristiky, stabilita struktury. Technologie přípravy. Příklady materiálů,jejich vlastnosti, výhody a omezení použití.

Literature

[1] LOSERTOVÁ, M. Technologies of special alloys. Study support, VŠB-TU Ostrava, 2015.
[2] LOSERTOVÁ, M. Advanced Materials. Study support, 2015. on line on http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI_ENG/AEM/Technology%20of%20Special%20Alloys.pdf
[3] SMALLMAN, R. E., and A.H.W.NGAN. Physical Metallurgy and Advanced Materials. 7th edition. Elsevier Ltd. 2007. ISBN 978-0-7506-6906-1
[4] ASHBY M.F. a D.R.H. JONES. Engineering Materials 2. An Introduction to Microstructures, Processing and Design. Third Edition. Butterworth-Heinemann Oxford. ISBN–13: 978-0-7506-6381-6

Advised literature

[1] DONACHIE, M.J. Titanium. A Technical Guide. ASM International Park, Ohio 2000, 381 s.
[2] ASHBY, M.F. et al. Metal Foams: A Design Guide. Elsevier, 2000, 251s.
[3] ASM Handbook, Volume 9, Metallography and Microstructure, 9th edition 2000, ASM International.
[4] ASM Handbook. Vol.2, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Material. 10th edition, ASM International, 2000.