Detail předmětu
Úvod do fyziky materiálů
FSI-WUF Ak. rok: 2020/2021 Letní semestr
Předmět Úvod do fyziky materiálů má poskytnout studentům teoretický základ nutný pro řešení materiálových problémů. Je koncipován jako fyzikální podklad užitných vlastností materiálů i jejich zpracovatelských technologií klasických i moderních. Zahrnuje též fyzikálněchemické základy výroby a zpracování keramických a makromolekulárních látek. Vytváří tak interdisciplinární vazbu s technologiemi nekovových materiálů. Znalost předmětu je předpokladem pro tvůrčí činnost v oboru materiálového inženýrství, strojírenské a slévárenské technologie.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
8
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Předmět „úvod do fyziky materiálů“ umožňuje studentům získat znalosti o vnitřní stavbě materiálů a o termodynamických a kinetických aspektech procesů, probíhajících v materiálech během jejich výroby a užití. Student se rovněž seznámí se souvislostmi vnitřní stavby materiálů a jejich vlastností.
Prerekvizity
Předmět navazuje na znalosti z oblasti atomové stavby, chemické termodynamiky, elektrochemie, krystalické stavby kovů, rovnovážných a nerovnovážných fázových přeměn s konkretizací na kovové soustavy, deformačního a lomového chování materiálů a znalostí struktury a vlastností základních skupin kovových a nekovových 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
100% účast na cvičeních, odevzdání všech protokolů z laboratorních cvičení na odpovídající věcné i grafické úrovni, zpracování závěrečné semestrální práce. Při zkoušce jsou písemnou formou prověřovány znalosti tématických okruhů, se kterými jsou studenti na začátku semestru seznámeni. V ústní části zkoušky student prokáže dílčí znalosti a schopnost vyvození souvislostí a závěrů. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení protokolů z laboratorních cvičení, hodnocení závěrečné semestrální práce, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.
Učební cíle
Cílem předmětu Úvod do fyziky materiálů je seznámit studenty s vazbami mezi vnitřní stavbou reálných, kovových i nekovových krystalů i nekrystalických materiálů s jejich vlastnostmi a fyzikálními procesy jejich technologického zpracování. Úkolem předmětu je poskytnout poznatky o vztazích mezi fázovým složením a fázovými transformacemi v materiálech a mechanickými i křehkolomovými vlastnostmi. Získané znalosti jsou také fyzikálním podkladem jednotlivých zpracovatelských technologií.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast ve cvičeních je povinná, neúčast musí být řádně omluvena. Kontrolována bude účast na cvičeních včetně krátkých testů, ověřujících znalosti probírané látky. Neúčast musí být řádně omluvena. V případě omluvené neúčasti bude dané téma nahrazováno formou individuálních zadání.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B3A-P: Aplikované vědy v inženýrství, bakalářský
obor B-MTI: Materiálové inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Prvky a jejich vlastnosti. Typy meziatomových vazeb
2. Vnitřní stavba kovových a nekovových materiálů
3. Elektronová teorie kovů a její aplikace – elektrická vodivost, magnetismus, koheze
4. Poruchy vnitřní stavby, jejich projevy a význam
5. Termodynamika čistých látek, roztoků a intermediálních fází
6. Kinetika fázových přeměn.
7. Krystalizace kovů a slitin
8. Difúzní a bezdifuzní přeměny v kovových soustavách
9.Tepelné, elektrické a magnetické vlastnosti látek.
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Stavba atomu
2. Krystalové struktury – základní struktury, Millerovy indexy směru a rovin, vícesložkové struktury
3. Termodynamika čstych láek
4. Termodynamika roztoků
5. Entalpické diagramy pro obecné rovnovážné fázové diagramy
6. Entalpické diagramy pro soustavu Fe-C
7. Tvorba proeutektoidního feritu
8. Konstrukce kinetických diagramů
9. Kvantitativní metody hodnocení struktur a jejich využití v termodynamice
10. Stanovení Gibbsovy energie růstu austenitického zrna
11. Difuze I – řešení základních problémů
12. Difuzivita uhlíku při cementaci
13. Konstrukční plasty