Detail předmětu
Metody strukturní analýzy
FSI-WA1 Ak. rok: 2022/2023 Letní semestr
Výuka pokrývá do různé hloubky tato témata:
světelná mikroskopie, obrazová analýza, laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM), společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů, interakce elektron-hmota, rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), speciální techniky v SEM, přehled metod lokální analýzy chem. složení, energiově disperzní spektroskopie (EDS), vlnově disperzní spektroskopie (WDS), RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF, katodoluminiscenční spektroskopie (CL), difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD), mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB), transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), metody přípravy vzorků pro SEM a TEM, difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Znalost principů, aplikačních možností a omezení základních metod strukturní a fázové analýzy, včetně postupů odběru a přípravy vzorků. Se získanými znalostmi má být student schopen zvolit odpovídající analytickou techniku pro řešení praktických problémů v materiálovém inženýrství.
Prerekvizity
Nezbytné jsou základní znalosti obecné fyziky (mechaniky, elektřiny, magnetismu a kvantové teorie) a matematiky (diferenciání a integrální počet, matice, statistika) na úrovni poskytované v průběhu bakalářského studia. Dále jsou nutné znalosti z fyziké pevné fáze a krystalografie (krystalové soustavy/mřížky, reciproký prostor, kinematická a dynamická teorie difrakce, pólový diagram, základní stereografický trojúhelník).
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané techniky. Výuka je doplněna praktickými demonstracemi.
Způsob a kritéria hodnocení
Zkouška je písemná a ústní, pro udělení zápočtu je nezbytné vypracování zadaných projektů.
Učební cíle
Cílem kurzu je poskytnout studentům přehled a teoretické znalosti o principech všech základních metod pro strukturní a fázovou analýzu (fyzikální principy metod, parametry přístrojů, aplikační šíře metod atd), včetně přípravy vzorků. Při praktických demonstracích metod získají studenti základní přehled o metodických postupech při řešení problémů a analýze výsledků.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Povinná je účast ve cvičeních, případná absence je řešena individuálně, obvykle náhradním zadáním.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinný
Program N-MTI-P: Materiálové inženýrství, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí (skutečné pořadí se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky):
- světelná mikroskopie (opakování a prohloubení základů z předmětu Úvod do materiálových věd a inženýrství – BUM)
- obrazová analýza
- laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM)
- společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů
- interakce elektron-hmota
- rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)
- speciální techniky v SEM, SEM s vysokým rozlišením
- přehled metod lokální analýzy chem. složení
- energiově disperzní spektroskopie (EDS)
- vlnově disperzní spektroskopie (WDS)
- postupy kvantifikace chem. složení metodami EDS a WDS
- RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF
- katodoluminiscenční spektroskopie (CL)
- difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD)
- mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB)
- transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM)
- spektroskopické techniky v TEM/STEM
- metody přípravy vzorků pro SEM a TEM
- difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí. Skutečné pořadí, případně seskupování témat, se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky:
- světelná mikroskopie a obrazová analýza
- laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM)
- rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)
- energiově a vlnově disperzní spektroskopie (EDS, WDS)
- difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD)
- mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB)
- transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS) a EDS v TEM
- metody přípravy vzorků pro SEM a TEM
- difrakce RTG záření (XRD), určování fázového složení