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

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


  1. Struktura hmoty

  2. Termodynamika a popis rovnováh

  3. Kinetika a fázové diagramy

  4. Diagramy s polymorfní přeměnou

  5. Tuhnutí, krystalizace

  6. Reakce v tuhém stavu

  7. Mechanické vlastnosti I

  8. Mechanické vlastnosti II

  9. Mechanické vlastnosti III

  10. Konstrukční materiály, kovy

  11. Nekovové anorganické konstrukční materiály.

  12. Organické konstrukční materiály

  13. Degradační procesy

  14. Další fyzikální vlastnosti materiálů, analytické techniky materiálového inženýrství

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Osnova


  1. Mikroskopie

  2. Materiálografie

  3. Krystalografie

  4. Rovnovážné fázové diagramy 1

  5. Termická analýza

  6. Rovnovážné fázové diagramy 2

  7. Rovnovážné fázové diagramy 3

  8. Diagram metastabilní soustavy Fe-Fe₃C

  9. Tahová zkouška

  10. Zkoušky tvrdosti

  11. Zkouška rázem v ohybu

  12. Degradační procesy – únava

  13. Shrnutí – komplexní analýza konstrukčních materiálů