Detail předmětu
Úvod do fyziky materiálů
FSI-WUF Ak. rok: 2024/2025 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
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
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.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
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.
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.
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.
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CLS: Předměty letního semestru, volitelný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
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
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