Detail předmětu

Strukturní a mechanické vlastnosti moderních materiálů

FSI-TVNAk. rok: 2016/2017

Krystalová struktura, mikrostruktura, mechanické vlastnosti a užití vybraných moderních konstrukčních materiálů v technické praxi. Nanostrukturní materiály - uhlíková vlákna, nanovrstvy a nanotrubky, magnetické nanomateriály a ultrajemnozrnné materiály. Materiály s tvarovou pamětí - jev tvarové paměti a principy mechatronické aktuace. Kompozitní materiály - vláknové kompozity, částicové kompozity a lamináty.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Student získá základní přehled o struktuře, mechanických vlastnostech a užití moderních materiálů v pokročilých technologiích a inženýrských systémech.

Prerekvizity

Fyzika pevných látek, materiálové vědy a inženýrství.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).

Učební cíle

Důraz je kladen na objasnění zvláštností mikrostruktury moderních materiálů a pochopení fyzikální podstaty vztahů mezi mikrostrukturou a jejich mechanickými vlastnostmi. Cílem je rovněž poskytnout základní informace o možnostech použití těchto materiálů v současné technické praxi.

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

Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.

Doporučená literatura

BELLOUARD Y.: Microrobotics and Microdevices based on Shape-Memory Alloys. In: Smart Materials, Columbus, Ohio 2003, pp.620-644
Suresh S.: Fatigue of Materials. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 1998. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-FIN , 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-PMO , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-FIN , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-FIN , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc.

Osnova

Poruchy atomového uspořádání (1 - 5 vyuč. hodin).
Teorie deformace a lomu materiálů (6 - 11).
Nanomateriály:
- uhlíková vlákna, nanovrstvy a nanotrubky (12 - 13)
- magnetické nanomateriály (14-15)
- ultrajemnozrnné materiály (16 -17),
Materiály s tvarovou pamětí:
- jev tvarové paměti(18 -19),
- principy mechatronických aktuátorů (20-21)
Kompozitní materiály:
- vláknové kompozity a lamináty(22-24),
- částicové kompozity (25 - 26),

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc.

Osnova

Poruchy atomového uspořádání:
- teorie atomových vazeb(1-4)
- ideální krystalové struktury(5-8).
- teorie dislokací (9 - 12).
Lomová mechanika:
- pole napětí a deformace na čele trhliny (13-16)
- kvantitativní fraktografie ńavového lomu (17-18)
Nanomateriály a paměťové materiály :
- teoretická pevnost uhlíkových nanotrubek (19-20)
- elasticita ideálních krystalů a dvojčat v slitině Ni-Ti (21-22)
- deformační mikromechanizmy ultrajemnozrnných materiálů (23-24)
Exkurze do Ústavu fyziky materiálů v Brně (25-26)