Course Unit Code | 637-3021/02 |
---|
Number of ECTS Credits Allocated | 4 ECTS credits |
---|
Type of Course Unit * | Compulsory |
---|
Level of Course Unit * | Second Cycle |
---|
Year of Study * | First Year |
---|
Semester when the Course Unit is delivered | Winter Semester |
---|
Mode of Delivery | Face-to-face |
---|
Language of Instruction | Czech |
---|
Prerequisites and Co-Requisites | There are no prerequisites or co-requisites for this course unit |
---|
Name of Lecturer(s) | Personal ID | Name |
---|
| LOS35 | doc. Dr. Ing. Monika Losertová |
Summary |
---|
|
Learning Outcomes of the Course Unit |
---|
Získané znalosti: Student bude po absolvování předmětu umět:
- klasifikovat a objasnit jednotlivé technologie;
- definovat vliv základních parametrů jednotlivých technologií přípravy na vlastnosti vybraných typů materiálů;
- vysvětlit souvislosti mezi strukturou a základními vlastnostmi progresivních materiálů;
- formulovat výhody a nevýhody aplikací jednotlivých typů materiálů v různých odvětvích.
Získané dovednosti: student bude schopen
- provést výběr technologie pro přípravu materiálu s požadovanými vlastnostmi pro dané podmínky provozování;
- optimalizovat materiálové a technologické parametry procesů z hlediska přípravy vybraných materiálů s požadovanými vlastnostmi, účinnosti procesu nebo možných interakcí s okolním prostředím;
- porovnat a vybrat jednotlivé typy materiálů podle vybraných vlastností pro konkrétní aplikace;
- optimalizovat materiálové a technologické požadavky pro výrobu těchto materiálů;
- doporučit vhodné tepelně-mechanické zpracování pro modifikaci struktury a optimalizaci vlastností materiálů. |
Course Contents |
---|
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. |
Recommended or Required Reading |
---|
Required Reading: |
---|
[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 |
[1] LOSERTOVÁ, M. Technologie speciálních slitin. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2013. ISBN 978-80-248-3379-8
[2] LOSERTOVÁ, M. Progresivní materiály. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2012. 268 s. ISBN 978-80-248-2575-5. (on line přístupné na http://www.person.vsb.cz/archivcd/FMMI/PGM/index.htm)
[3] STRNADEL, B. Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství. Ostrava: Ostravské tiskárny, 1998, 334 s.
[4] SMALLMAN, R. E. a A. H.W. NGAN. Physical Metallurgy and Advanced Materials. 7th ed. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2007. ISBN 978-0-7506-6906-1.
[5] 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 |
Recommended Reading: |
---|
[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. |
[1] DONACHIE, M. J. Titanium: a technical guide. 2nd ed. Materials Park: ASM International, 2000. ISBN 0-87170-686-5.
[2] ASHBY, M. F. et al. Metal Foams: A Design Guide. Elsevier, 2000, Boston: Butterworth-Heinemann, 251s. ISBN 0-7506-7219-6.
[3]VANDER VOORT, G. F., ed. ASM handbook. Volume 9, Metallography and microstructures. Materials Park: ASM International, 2004. ISBN 0-87170-706-3.
[4] FIALA, J., V. MENTL a P. ŠUTTA. Struktura a vlastnosti materiálů. Praha: Academia, 2003. 572 s. ISBN 80-200-1223-0
[5] ABEL, L. A., ed. ASM handbook: nonferrous alloys and special-purpose materials. Volume 2, Properties and selection: Materials Park: ASM International, 1990. ISBN 0-87170-378-5.
[6]BAREŠ, R. Kompozitní materiály. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1988, 328 s. |
Planned learning activities and teaching methods |
---|
Lectures, Tutorials, Experimental work in labs, Project work, Other activities |
Assesment methods and criteria |
---|
Task Title | Task Type | Maximum Number of Points (Act. for Subtasks) | Minimum Number of Points for Task Passing |
---|
Credit and Examination | Credit and Examination | 100 (100) | 51 |
Credit | Credit | 45 | 25 |
Examination | Examination | 55 | 15 |