Detail předmětu
Úvod do materiálových věd a inženýrství
FSI-BUM Ak. rok: 2026/2027 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
Vstupní znalosti
Všeobecné znalosti z matematiky, fyziky a chemie ze střední školy. Základní všeobecné znalosti o chování materiálů.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Hodnocení předmetu je bodové dle ECTS, celkový maximální zisk je 100 bodů. Ze cvičení lze získat maximálne dvacet bodů, ze zkoušky lze získat maximálně 80 bodů.
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. Příprava na cvičení je kontrolována dvěma zápočtovými písemkami.Oba tyto testy musí student úspěšně absolvovat. Opravovat lze v náhradním termínu pouze jeden z těchto testů.
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.
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.
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.
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".
Studijní opory
Prezentace přednášek, zadání cvičení a další podpůrné materiály jsou dostupné na e-learningu předmětu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-MAI-P: Matematické inženýrství, bakalářský, povinný
Program DES_B: Design, bakalářský, volitelný
Program B-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, bakalářský, povinný
Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský, povinný
Program B-PRP-P: Profesionální pilot, bakalářský, povinný
Program B-PDS-P: Průmyslový design ve strojírenství, bakalářský, povinný
Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný
Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace AIŘ: Aplikovaná informatika a řízení, povinný
Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace KSB: Kvalita, spolehlivost a bezpečnost, povinný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný
Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace SSZ: Stavba strojů a zařízení, povinný
Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace STG: Strojírenská technologie, povinný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Osnova
- Struktura hmoty
- Termodynamika a popis rovnováh
- Kinetika a fázové diagramy
- Diagramy s polymorfní přeměnou
- Tuhnutí, krystalizace
- Reakce v tuhém stavu
- Mechanické vlastnosti I
- Mechanické vlastnosti II
- Mechanické vlastnosti III
- Konstrukční materiály, kovy
- Nekovové anorganické konstrukční materiály.
- Organické konstrukční materiály
- Degradační procesy
- Další fyzikální vlastnosti materiálů, analytické techniky materiálového inženýrství
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Osnova
- Mikroskopie
- Materiálografie
- Krystalografie
- Rovnovážné fázové diagramy 1
- Termická analýza
- Rovnovážné fázové diagramy 2
- Rovnovážné fázové diagramy 3
- Diagram metastabilní soustavy Fe-Fe₃C
- Tahová zkouška
- Zkoušky tvrdosti
- Zkouška rázem v ohybu
- Degradační procesy – únava
- Shrnutí – komplexní analýza konstrukčních materiálů