Úvod do materiálových věd a inženýrství (FSI-BUM)

Akademický rok 2012/2013
Garant: doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Kurz poskytuje informaci o vnitřní stavbě, struktuře a fyzikální podstatě procesů technologického zpracování materiálů. Výuka je vedena tak, aby student pochopil vztahy mezi chemickým složením, zpracováním, strukturou a vlastnostmi materiálu, směrodatnými pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o podstatě fyzikálně chemických procesů, které se rozhodující měrou podílejí na komplexu užitných vlastností materiálů. Tyto znalosti jsou nezbytné jako podklad pro studium předmětu "Struktura a vlastnosti materiálů".
Prerekvizity:
Všeobecné znalosti z matematiky, fyziky a chemie ze střední školy.Základní znalosti technologie výroby železných a neželezných kovů a jejich slitin.
Obsah předmětu (anotace):
Kurz využívá vybrané poznatky z fyziky, chemie, fyzikální chemie a matematiky. Jeho náplní je výklad o vnitřní stavbě látek, krystalické struktuře pevných látek, krystalické mřížce a jejich charakteristikách. Dále je studována termodynamika materiálů, difúze,rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti. Deformační a lomové chování materiálů, mechanismy zpevňování a odpevňování, strukturní charakteristiky, mechanické charakteristiky při statickém, rázovém a cyklickém namáhání.
Metody vyučování:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení, zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje čtyři otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod.
    Laboratoře a ateliéry  13 × 2 hod.
Osnova:
    Přednáška 1. Stavba atomů, meziatomové vazby, struktury krystalických látek, poruchy krystalové stavby
2. Mechanické vlastnosti materiálů I – zkouška tahem, zkoušky tvrdosti, zkouška rázem v ohybu
3. Mechanické vlastnosti materiálů II – lomová mechanika, únava materiálu, creep, relaxace
4. Úvod do termodynamiky, kinetiky a difuze
5. Fázové diagramy, soustava Fe – Fe3C, soustava Fe – C (grafit)
6. Tuhnutí a krystalizace
7. Fázové přeměny v tuhém stavu
8. Kovové materially – železné a neželezné kovy a jejich slitiny
9. Konstrukční keramika
10.Konstrukční polymery
11.Kompozity
12.Degradace materiálů
13.Další vlastnosti materiálů
    Laboratoře a ateliéry 1. Úvod, světelná mikroskopie.
2. Příprava metalografických vzorků.
3. Zkouška tahem.
4. Zkoušky tvrdosti.
5. Zkouška rázem v ohybu.
6. Lomová houževnatost.
7. Únava materiálu + test.
8. Krystalická stavba kovů.
9. Základní binární rovnovážné diagramy I.
10. Základní binární rovnovážné diagramy II.
11. Termická analýza.
12. Diagram Fe-Fe3C metastabilní + test.
13. Diagram Fe-C stabilní, zápočet.
Literatura - základní:
1. ASHBY, F.M., JONES, D.R.H. Engineering Materials I., II.
2. OHRING, M. Engineering Materials Science.
3. DOWLING, E.N. Mechanical Behavior of Materials.
4. ASKELAND,D.R., PHULÉ,P.P.: The Science and Engineering of Materials, 1993
Literatura - doporučená:
2. PTÁČEK L., A KOLEKTIV. Nauka o materiálu I. CERM, Brno, 2003.
3. PLUHAŘ, J. A KOLEKTIV. Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3A-P prezenční studium B-MTI Materiálové inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B3A-P prezenční studium B-MET Mechatronika -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B3A-P prezenční studium B-MAI Matematické inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 L
B3A-P prezenční studium B-FIN Fyzikální inženýrství a nanotechnologie -- zá,zk 5 Povinný 1 1 L
B3A-P prezenční studium B-PDS Průmyslový design ve strojírenství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 L
B3S-P prezenční studium B-S1R Strojírenství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B3S-P prezenční studium B-STI Strojní inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L