Detail předmětu

Úvod do fyziky materiálů

FSI-WUFAk. rok: 2012/2013

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

7

Garant předmětu

doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

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

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

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

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.

Základní literatura

MUNZ, Dietrich a Theo FETT. Ceramics: mechanical properties, failure behaviour, materials selection. Berlin: Springer-Verlag, 1999, 298 s. ISBN 3-540-65376-7. (EN)
SMALLMAN, Raymond E. Modern physical metallurgy. Elsevier, 2016, 544 s. ISBN 9781483105970. (EN)

Doporučená literatura

KRATOCHVÍL, Petr, P. LUKÁČ a B. SPRUŠIL. Úvod do fyziky kovů I. Praha: SNTL, 1984, 243 s. (CS)
MÜNSTEROVÁ, Eva. Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálu: doplňková skripta a návody do cvičení. Brno: Vysoké učení technické, 1989, 208 s. (CS)
PLUHAŘ, Jaroslav. Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálu. Praha: Bratislava: SNTL; Alfa, 1987, 418 s. (CS)
PTÁČEK, Luděk. Nauka o materiálu. I. 2. opr. a rozš. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003, 516 s. ISBN 80-7204-283-1. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MTI , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.

Osnova

1. Prvky a jejich vlastnosti. Typy meziatomových vazeb.
2. Vnitřní stavba kovových materiálů, krystalografie, pojem fáze.
3. Vnitřní stavba keramických materiálů a polymerů.
4. Poruchy vnitřní stavby, jejich vlastnosti a význam.
5. Termodynamika fázových přeměn
6. Kinetika fázových přeměn.
7. Krystalizace kovů a slitin
8. Bodové poruchy a difúze.
9. Úloha difúze při fázových přeměnách. Přeměny řízené difúzí a bezdifúzní přeměny.
10. Elastická, anelastická a plastická deformace
11. Úloha dislokací v deformačních procesech. Procesy zpevnění a odpevnění.
12. Základy elektrických a magnetických vlastností materiálů