Detail předmětu

Nekovové materiály

FSI-WNE Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Předmět poskytuje ucelený přehled o struktuře, vlastnostech, technologiích přípravy a aplikacích moderních nekovových materiálů. Pozornost je věnována vztahům mezi chemickým složením, charakterem vazeb, strukturou, mikrostrukturou a výslednými užitnými vlastnostmi materiálů. Studenti se seznámí s metodami charakterizace nekovových materiálů, principy jejich zpracování a mechanismy ovlivňujícími jejich chování v různých provozních podmínkách. Hlavní část předmětu je zaměřena na oxidovou a neoxidovou konstrukční keramiku, ultravysoce teplotní keramické materiály, elektrokeramiku, magnetickou, optickou a transparentní keramiku, skla, sklokeramiku a uhlíkové materiály. Dále jsou představeny biokeramické materiály, multifunkční kompozity a technické polymery. Závěr předmětu je věnován aktuálním trendům v oblasti vývoje nekovových materiálů, pokročilých výrobních technologií a perspektivních aplikací v průmyslu, energetice, elektronice a medicíně.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

doc. Ing. Daniel Drdlík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství

Vstupní znalosti

Studenti by měli mít základní znalosti fyziky, chemie a materiálového inženýrství získané v prvních dvou letech studia na FSI.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Zkouška hodnotí teoretické znalosti získané během semestru. Nestanoví-li zkoušející jinak, je zkouška ústní.

Podmínkou udělení zápočtu je přítomnost studenta ve všech cvičeních, splnění zadaných úkolů a odevzdání vypracovaného protokolu.  

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.
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 aplikace.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1. Úvod – vazba v nekovových materiálech, struktura, defekty, slinování, vlastnosti

  2. Metody pro zobrazování a analýzu nekovových materiálů

  3. Oxidová konstrukční keramika

  4. Neoxidová konstrukční keramika

  5. Ultravysoce teplotní keramické materiály (UHTC)

  6. Elektrokeramika

  7. Magnetická keramika

  8. Skla a sklokeramika

  9. Optická a transparentní keramika

  10. Uhlíkové anorganické materiály

  11. Biokeramika a multifunkční kompozity

  12. Plasty

  13. Moderní trendy v nekovových materiálech

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Osnova


  1. Úvod do cvičení – program, bezpečnost práce

  2. Příprava základních technologických procesů a pomůcek pro výrobu těles z pokročilé keramiky metodou slip-casting.

  3. Praktické zvládnutí přípravy stabilní keramické suspenze a její využití pro výrobu pokročilé keramiky metodou slip-casting.

  4. Geometrická úprava, měření a vyhodnocení hustoty keramických těles ve stavu green body.

  5. Měření a vyhodnocení hustoty keramických těles po tepelném zpracování (slinování) a jejich úprava zalitím do polystyrénu pro proces broušení a leštění.

  6. Sestavení zhutňovací křivky a stanovení teplotní roztažnosti připravené keramiky z dilatometrického měření

  7. Keramografie připravených keramických těles skládající se z ručního a automatického broušení a leštění.

  8. Vyhodnocení velikosti zrn připravených keramik úsečkovou metodou, strukturní porovnání zkoumaných materiálů, odevzdání protokolu.

  9. Měření Vickersovy tvrdosti na připravených keramických materiálech při různých zátěžných silách, stanovení lomové houževnatosti.

  10. Prezentace studentů na zadané téma – blok I

  11. Prezentace studentů na zadané téma – blok II

  12. Názvosloví a struktura polymerů, výpočty molekulových hmotností, příklady polymerací, polykondenzací, polyadicí.

  13. Zápočet.