Předmět: Úvod do studia materiálů

» Seznam fakult » FM » NTI
Název předmětu Úvod do studia materiálů
Kód předmětu NTI/USM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Žídek Karel, doc. RNDr. Ph.D.
  • Šidlof Petr, doc. Ing. Ph.D.
  • Václavík Jan, Ing.
  • Hrůza Jakub, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Přednášky: 1. Úvod do materiálů (stručná historie, základní rozdělení materiálů) 2. Vztah struktury a vlastností materiálů (elektronová struktura, chemická vazba v pevných látkách a krystalová struktura, reálný krystal, nekrystalické látky, mikrostruktura, nanomateriály) 3. Příprava materiálů (heterogenní soustavy, fázové přechody, nukleace, depozice povlaku z plynné fáze, alotropická transformace) 4. Keramika (suroviny, technologie, aplikace - řezná keramika, keramika v automobilovém průmyslu, keramika v hutnictví, strojírenství, textilním průmyslu, energetice a letectví, biokeramika, keramika v elektrotechnice, žárovzdorné materiály) 5. Sklo (suroviny, technologie, druhy skel - plochá a obalová skla, křišťálová skla, optická skla, skla tepelně a chemicky odolná, bioskla, chalkogenidová, halogenidová skla a další speciální skla, sklokeramika) 6. Anorganická pojiva 7. Polymerní materiály (dělení polymerů, základní způsoby výroby polymerů, fázové stavy polymerních materiálů, chování polymerů za zvýšené teploty a působení vnější síly, základní zpracovatelské technologie a přísady do polymerních směsí, vybrané vlastnosti polymerů) 8. Vodiče, polovodiče, dielektrika, supravodiče, magnetika (vlastnosti, chování, využití) 9. Uhlík, optické vlnovody a kapalné krystaly (uhlík a jeho alotropy, uhlíková nanopěna, fullereny a uhlíkové nanotrubičky, princip optických světlovodů, struktury a fáze kapalných krystalů, vlastnosti a aplikace) 10. Kovy (struktura, vlastnosti a zpracování kovových materiálů, železo a jeho slitiny, neželezné kovy) 11. Kompozitní materiály (definice a rozdělení kompozitů, druhy matric a výztuží v kompozitech) 12. Degradace materiálů (degradace resp. koroze způsobená mechanickým, tepelným a chemickým zatěžováním a zářením) Cvičení: V rámci cvičení se studenti na konkrétních příkladech seznámí se základními materiály a jejich vlastnostmi. Problematika bude probírána jak z pohledu daného typu materiálu a jeho specifik (sklo, keramika, a krystaly, kovy, polymery, kompozity), tak z pohledu klíčových vlastností a jejich určování (optické, elektrické, magnetické, mechanické, tepelné a chemické). Budou probíhat mj. formou odborných ukázek reálných materiálů a jejich klíčových vlastností a exkurzí na pracovištích materiálového výzkumu zejm. v rámci TUL. Výpočetní úlohy nejsou předmětem cvičení, protože předpokládají znalosti získané až později v rámci OCH1 a FCH.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Dialogické metody (diskuze, rozhovor, brainstorming)
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 49 hodin za semestr
  • Exkurze - 29 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 15 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět uvede studenty do problematiky materiálů z hlediska základních vztahů mezi jejich strukturou, vlastnostmi a použitím včetně obecných trendů v jejich přípravě popř. výrobě. Důraz je kladen na multidisciplinární přístup, který shromažďuje poznatky mnoha oborů (chemie, fyzika, mechanika, optika, elektronika, krystalografie, mineralogie). Probraná látka shrnuje základní poznatky o anorganických (keramika, sklo, anorganická pojiva, kovy, slitiny), organických (polymery), hybridních a kompozitních materiálech. Cílem je zpřístupnit studentům materiálově-inženýrské znalosti, které budou dále prohlubovány v rámci specializovaných předmětů.
Předmět uvede studenty do problematiky materiálů z hlediska základních vztahů mezi jejich strukturou, vlastnostmi a použitím včetně obecných trendů v jejich přípravě popř. výrobě. Důraz je kladen na multidisciplinární přístup, který shromažďuje poznatky mnoha oborů (chemie, fyzika, mechanika, optika, elektronika, krystalografie, mineralogie). Probraná látka shrnuje základní poznatky o anorganických (keramika, sklo, anorganická pojiva, kovy, slitiny), organických (polymery), hybridních a kompozitních materiálech. Cílem je zpřístupnit studentům materiálově-inženýrské znalosti, které budou dále prohlubovány v rámci specializovaných předmětů.
Předpoklady
Nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních. Zkouška je písemná a ústní.
Doporučená literatura
  • Cao G. - Wang Y. Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications. World Scientific, 2011.
  • Hüttel I. Technologie materiálů pro elektroniku a optoelektroniku. VŠCHT Praha, 2000.
  • Ibach H. State Physics - An Introduction to Principles of Materials Science. Springer, 2003.
  • Kratochvíl B. - Švorčík V. - Vojtěch D. Úvod do studia materiálů. VŠCHT Praha, 2005.
  • Vollath D. Nanomaterials. Wiley-VCH, 2008.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Aplikované vědy v inženýrství (2019) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní