Detail předmětu
Struktura a vlastnosti moderních materiálů
FSI-TVN Ak. rok: 2020/2021 Letní semestr
Krystalová struktura, mikrostruktura, mechanické vlastnosti. Metody predikce charakteristik materiálu. Užití vybraných moderních konstrukčních materiálů v technické praxi. Nanostrukturní materiály – uhlíková vlákna, nanovrstvy a nanotrubky, magnetické nanomateriály a ultrajemnozrnné materiály. Materiály s tvarovou pamětí – jev tvarové paměti a principy mechatronické aktuace. Kompozitní materiály – vláknové kompozity, částicové kompozity a lamináty.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student získá základní přehled o struktuře, mechanických vlastnostech a užití moderních materiálů v pokročilých technologiích a inženýrských systémech.
Prerekvizity
Fyzika pevných látek, materiálové vědy a inženýrství.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky závěrečného testu.
Učební cíle
Důraz je kladen na objasnění zvláštností mikrostruktury moderních materiálů a pochopení fyzikální podstaty vztahů mezi jeich mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi. Cílem je rovněž poskytnout základní informace o možnostech použití těchto materiálů v současné technické praxi.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, bakalářský, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Struktura ideálních krystalů a druhy vazeb, poruchy atomového uspořádání
Teorie deformace a lomu materiálů
Lomová mechanika
- cyklická plastická deformace
- mikromechanika lomů
Nanomateriály:
- uhlíková vlákna, nanovrstvy a nanotrubky
- magnetické nanomateriály
- ultrajemnozrnné materiály
Materiály s tvarovou pamětí: jev tvarové paměti, principy mechatronických aktuátorů
Kompozitní materiály: vláknové kompozity a lamináty, částicové kompozity
Cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Popis atomových vazeb, empirické meziatomové potenciály
Poruchy atomového uspořádání, teorie dislokací
Lomová mechanika:
– pole napětí a deformace na čele trhliny
- kvantitativní fraktografie ńavového lomu
Nanomateriály a paměťové materiály :
- deformační mikromechanizmy ultrajemnozrnných materiálů
Exkurze do Ústavu fyziky materiálů v Brně
Cvičení s počítačovou podporou
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Modelování deformace a odezvy krystalů
- modelování ideální krystalové struktury
- semiempirické meziatomové potenciály
- ab initio metody, molekulární dynamika
Nanomateriály a paměťové materiály :
- teoretická pevnost uhlíkových nanotrubek
- elasticita ideálních krystalů a dvojčat v slitině Ni-Ti