Detail předmětu
Úvod do materiálových věd a inženýrství
FSI-BUM-K Ak. rok: 2016/2017 Letní semestr
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. Probrané mechanizmy jsou dále prezentovány na skupinách materiálů podle jejich základních aplikačních charakteristik.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
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 všeobecné znalosti o chování materiálů.
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
Podmínky udělení zápočtu. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení na základě domácí přípravy na cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Učební cíle
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B3S-K: Strojírenství, bakalářský
obor B-KSB: Kvalita, spolehlivost a bezpečnost, povinný
Typ (způsob) výuky
Konzultace
13 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Stavba atomů, meziatomové vazby, struktury krystalických látek, poruchy krystalové stavby
2. Mechanické vlastnosti materiálů I – vliv mikrostruktury na mechanické vlastnosti, druhy deformace – statické zkoušky, zkouška rázem v ohybu
3. Mechanické vlastnosti materiálů II – lomová mechanika, únava materiálu, creep, relaxace
4. Úvod do termodynamiky
5. Úvod do kinetiky a difuze
6. Fázové diagramy jednoduchých binárních soustav
7. Fázové diagramy soustav s intermediárními fázemi a soustav s polymorfními složkami, metastabilní soustavy
8. Tuhnutí a krystalizace
9. Fázové přeměny v tuhém stavu
10. Konstrukční materiály s nízkou hustotou
11. Konstrukční materiály s vysokou pevností
12. Konstrukční materily pro vysokoteplotní aplikace
13. Degradační procesy ovlivňující konstrukční materiály
Laboratorní cvičení
9 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod, světelná mikroskopie.
2. Krystalografie
3. Materiálografie
4. Zkouška tahem.
5. Zkoušky tvrdosti.
6. Zkouška rázem v ohybu.
7. Únava materiálu + test.
8. Základní binární rovnovážné diagramy I.
9. Základní binární rovnovážné diagramy II.
10. Termická analýza.
11. Diagram s polymorní složkou – Fe-Fe3C metastabilní
12. Diagram stabilní rovnováhy v soustavě Fe-C, test
13. Shrnutí , zápočet