Detail předmětu
Nekovové materiály
FSI-WNE Ak. rok: 2016/2017 Letní semestr
Úvodní kurz nekovových anorganických materiálů, který má studentům poskytnout základní informace o struktuře keramických materiálů a jejich fyzikálních a chemických vlastnostech. Přednášky poskytují vedle teoretických základů i praktické informace o aplikacích keramických materiálů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent kurzu bude schopen aplikovat získané poznatky při dalším magisterském studiu materiálového inženýrství a při řešení konkrétních problémů v průmyslové praxi, zejména problémů spojených s výběrem materiálů pro specifické konstrukční aplikace.
Prerekvizity
Studenti by měli mít znalosti fyziky, chemické thermodynamiky a kinetiky a také syntézy keramických materiálů na základní vysokoškolské úrovni.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení
Zkouška hodnotí teoretické znalosti a jejich praktické aplikace při řešení problemiky oboru. Je písemná a ústní; student absolvuje ústní zkoušku i v případě, že neuspěl v písemné části.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty s keramickými materiály pro konstrukční, elektrotechnické a biolékařské aplikace z hlediska vztahů mezi strukturou materiálů a jejich vlastnostmi.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Podmínkou udělení zápočtu je přítomnost studenta ve všech cvičeních a splnění zadaných úkolů. Pokud student tuto podmínku nesplní, může mu být v odůvodněných případech stanovena náhradní podmínka.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B3A-P: Aplikované vědy v inženýrství, bakalářský
obor B-MTI: Materiálové inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Vazba v keramických materiálech – Struktura atomů. Tuhé látky s iontovou vazbou. Tuhé látky s kovalentní vazbou. Pásová teorie tuhých látek
2. Struktura krystalických keramik – Krystalové struktury. Binární iontové sloučeniny. Složené krystalické struktury
3. Struktura skelných keramik – Tvorba skel. Modely skelné struktury. Struktura oxidových skel
4. Strukturní poruchy – Bodové defekty: stechiometrické, nestechiometrické, vnitřní. Notace bodových defektů. Lineární defekty. Planární defekty
5. Chemické reakce v tuhých keramikách – Kinetika heterogenních reakcí. Elektrochemický potenciál v iontových tuhých látkách. Reakce kapalina-tuhá látka. Reakce v tuhých částicích. Precipitace v krystalických keramikách
6. Mikrostruktura keramických materiálů – Mikrostrukturní charakteristiky. Kvantitativní analyza- Typické mikrostruktury: pokročilé keramiky, skla, sklokeramiky
7. Termické vlastnosti – Teplotní napětí. Teplotní ráz. Mikropraskání keramiky. Temperování skla. Tepelná vodivost
8. Mechanické vlastnosti – Pevnost keramiky. Lomová houževnatost. Mechanismy zhouževnaťování. Konstruování s keramickými materiály. Tečení, subkritický růst trhlin. Únava keramiky
9. Dielektrické vlastnosti – Teoretické základy. Polarizační mechanismy. Dielektrické ztráty. Kondenzátory a izolátory
10. Teoretické základy. Para-, ferro-, antiferro- and ferrimagnetismus. Magnetické domény a hysterezní křivka. Magnetické keramické materiály.
11. Elektrická vodivost v keramických materiálech – difuse a vodivost. Iontová vodivost. Elektronová vodivost. Galvanické články s tuhou fází
12. Optické vlastnost – Základní principy. Absorpce a transmise. Rozptyl a opacita.
13. Aplikace keramických materiálů – konstrukční keramika, elektrokeramika, biokeramika