Musíte mít povoleny cookies.

Detail předmětu

Úvod do materiálových věd a inženýrství

FSI-BUM-AAk. rok: 2011/2012

Kurz využívá vybrané poznatky z fyziky, chemie, fyzikální chemie a matematiky. Jeho náplní je výklad o vnitřní stavbě látek, krystalické struktuře pevných látek, krystalické mřížce a jejich charakteristikách. Dále je studována termodynamika materiálů, difúze,rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti. Deformační a lomové chování materiálů, mechanismy zpevňování a odpevňování, strukturní charakteristiky, mechanické charakteristiky při statickém, rázovém, cyklickém a creepovém namáhání.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Studenti získají přehled o podstatě fyzikálně chemických procesů, které se rozhodující měrou podílejí na komplexu užitných vlastností materiálů. Tyto znalosti jsou nezbytné jako podklad pro studium předmětu "Struktura a vlastnosti materiálů".

Prerekvizity

Všeobecné znalosti z matematiky, fyziky a chemie ze střední školy.Základní znalosti technologie výroby železných a neželezných kovů a jejich slitin.

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 udělení zápočtu. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení, zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje čtyři otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.

Učební cíle

Kurz poskytuje informaci o vnitřní stavbě, struktuře a fyzikální podstatě procesů technologického zpracování materiálů. Výuka je vedena tak, aby student pochopil vztahy mezi chemickým složením, zpracováním, strukturou a vlastnostmi materiálu, směrodatnými pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití.

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

Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.

Základní literatura

ASHBY, F.M., JONES, D.R.H. Engineering Materials I., II.
OHRING, M. Engineering Materials Science.
DOWLING, E.N. Mechanical Behaavior of Materials.

Doporučení literatura

PLUHAŘ, J. A KOLEKTIV. Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989.
PTÁČEK L., A KOLEKTIV. Nauka o materiálu I. CERM, Brno, 2003.
PLUHAŘ, J., KORITTA, J. Srojírenské materiály. SNTL/ALFA, Praha, 1977.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3S-A bakalářský

    obor B-S1R , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.

Osnova

1. Úvod: Co jsou materiálové vědy a materiálové inženýrství.
2. Stavba krystalických materiálů, (krystalové struktury, vazby mezi atomy,charakteristiky krystalové mřížky, Millerovy indexy směrů a rovin).
3. Struktura skutečných krystalickch materiálů, (strukturní poruchy a jejich význam).
4. Fáze v kovových soustavách (kapalný stav kovů a slitiny, tuhé fáze v kovech a slitinách,tuhé roztoky a intermediární fáze).
5. Termodynamika kovů a slitin s jejich uplatněním v materiálových vědách (základní pojmy,nultá až třetí věta termodynamiky. Použití Gibbsovy volné energie ve fyzikálně-chemických pochodech).
6. Difuze v kovech a slitinách (podstata, význam a mechanizmy difuze, fenomenologická teorie difuze, stacionární a nestacionární difuze).
7. Rovnovážné diagramy a rovnovážné fázové přeměny (rozdělení binárních rovnovážných diagramů, termodynamická podmínka, Gibbsův zákon fází, křivky tuhnutí a chladnutí čistého kovu a slitin, určení rovnovážného složení koexistujících fází při dané teplotě, pákové pravidlo, Sauverovy diagramy).
8. Základní rovnovážné diagramy (s úplnou a neúplnou rozpustností a s eutektickou nebo s peritektickou přeměnou), binární rovnovážné diagramy s překrystalizací a s tvorbou intermediární fáze (Cu-Zn, Cr-Ni atd.), rovnovážné diagramy vícesložkové soustavy.
9. Rovnovážné diagramy soustavy Fe-C (metastabilní a stabilní diagram).
10. Nerovnovážné fázové přeměny (mechanismus krystalizace, odměšování – chemická, nestejnorodost, rozpad a přeměny tuhého roztoku a jejich konkretizace u slitin Fe-C).
11. Deformační a lomové chování materiálů (napětí, deformace elastická a plastická – mechanizmy, Hookův zákon, plastická deformace mono a polykrystalů).
12. Zpevňovací a odpevňovací pochody (druhy deformačního zpevnění, zotavení a rekrystalizace).
13. Tečení a únava.