Detail předmětu

Structure and Properties of Materials

FEKT-NSVMAk. rok: 2011/2012

Složení, struktura a vlastnosti materiálů; řízení vlastností. Skla a keramika pro elektroniku, skelné pájky. Skelně krystalické látky. Keramické supravodiče. Piezoelektrika. Elementární, sloučeninové polovodiče a jejich tuhé roztoky, amorfní polovodiče, polovodivé vrstvy. Organické polovodiče. Magnetická kovová skla. Paměťová média. Materiály pro optoelektroniku; vláknová optika. Materiály pro konverzi a akumulaci energie. Biomateriály a biokompatibilita. Superčisté látky. Kompozity. Vodivé plasty. Materiály pro vakuovou techniku.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Výsledky učení předmětu

Student získá inženýrské znalosti o materiálech pro elektrotechniku, elektroniku, mikroelektroniku a pro aplikace v příbuzných oborech. Znalost relace: složení-struktura - vlastnosti umožní absolventům optimální volbu materiálů při návrhu technických řešení s přihlédnutím k možným změnám pracovních podmínek.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky zápočtu:
Realizace a zpracování všech laboratorních úloh. Minimálně 80% ní účast na numerických cvičeních.
Závěrečná zkouška.

Osnovy výuky

Složení,struktura a makroskopické vlastnosti materiálů.
Přístupy k řízení vlastností materiálů.
Nekonvenční a teplovzdorné plasty. Vodivé plasty.
Sklo pro elektroniku. Skelné pájky. Slinovaná skla. Skelně krystalické materiály.
Keramika pro elektroniku. Keramické supravodiče. Piezoelektrika.
Elementární, sloučeninové polovodiče a jejich tuhé roztoky.
Amorfní polovodiče. Polovodivé vrstvy. Organické polovodiče.
Magnetická kovová skla.Paměťová média.
Materiály pro optoelektroniku.Vláknová optika.
Superčisté látky pro elektroniku a další aplikace.
Materiály pro vakuovou techniku.
Materiály pro konverzi a akumulaci energie.
Bio-materiály a bio-kompatibilita.
Materiály a pracovní prostředí.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s vzájemnou vazbou složení a struktury materiálů na vlastnosti materiálů a na možnosti řízení jejich vlastností. Získané znalosti umožní studentům navrhovat optimální druhy materiálů do výroby elektrotechnických,elektronických a mikroelektronických zařízení,jakož i do aplikací v příbuzných technických a vědeckých oborech.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Povinná účast ve výuce.

Základní literatura

Askeland, D. R.: The Science and Engineering of Materials. Boston 1994, USA, ISBN 0-534-93423-4 (EN)
Hummel, R.,F.: Electronic Properties of Materials. Springer Verlag New York 2000, USA, ISBN 0-387-95144-X (EN)

Doporučená literatura

Kazelle, J., Liedermann, K., Jirák, J., Havlíček, Vaněk, J.: Elektrotechnické materiály a výrobní procesy. Elektronické texty, Brno 2002. (CS)
Šesták, J. a ost.: Speciální technologie a materiály, ACADEMIA Praha 1993 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EVM , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor MN-MEL , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.

Osnova

Složení,struktura a makroskopické vlastnosti materiálů.
Přístupy k řízení vlastností materiálů.
Nekonvenční a teplovzdorné plasty. Vodivé plasty.
Sklo pro elektroniku. Skelné pájky. Slinovaná skla. Skelně krystalické materiály.
Keramika pro elektroniku. Keramické supravodiče. Piezoelektrika.
Elementární, sloučeninové polovodiče a jejich tuhé roztoky.
Amorfní polovodiče. Polovodivé vrstvy. Organické polovodiče.
Magnetická kovová skla.Paměťová média.
Materiály pro optoelektroniku.Vláknová optika.
Superčisté látky pro elektroniku a další aplikace.
Materiály pro vakuovou techniku.
Materiály pro konverzi a akumulaci energie.
Bio-materiály a bio-kompatibilita.
Materiály a pracovní prostředí.

Cvičení odborného základu

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.

Osnova

Řešení úloh z oblastí:
Chemické složení a struktura organických a anorganických materiálů.
Vlastnosti dielektrik, polovodičů a magnetik v elektrických, magnetických a tepelných polích.
Piezoelektrické vlastnosti látek.
Optické vlastnosti látek.
Kompatibilita anorganických,organických a biologických materiálů.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.

Osnova

1) Sledování vlivu tepelných a magnetických polí na vlastnosti polovodičů.
2) Elektrické vlastnosti dielektrických a vodivých kompozitů.
3) Měření dielektrických vlastností feroelektrik.
4) Měření vlastností piezoelektrických elementů.
5) Teplotní a kmitočtové závislosti magnetických vlastností fero- a ferimagnetik.
6) Měření ztrát v dielektrických a magnetických materiálech.