Detail předmětu

Metody strukturní analýzy

FSI-WA1Ak. rok: 2022/2023

Výuka pokrývá do různé hloubky tato témata:
světelná mikroskopie, obrazová analýza, laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM), společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů, interakce elektron-hmota, rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), speciální techniky v SEM, přehled metod lokální analýzy chem. složení, energiově disperzní spektroskopie (EDS), vlnově disperzní spektroskopie (WDS), RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF, katodoluminiscenční spektroskopie (CL), difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD), mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB), transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), metody přípravy vzorků pro SEM a TEM, difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Ondřej Man, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Výsledky učení předmětu

Znalost principů, aplikačních možností a omezení základních metod strukturní a fázové analýzy, včetně postupů odběru a přípravy vzorků. Se získanými znalostmi má být student schopen zvolit odpovídající analytickou techniku pro řešení praktických problémů v materiálovém inženýrství.

Prerekvizity

Nezbytné jsou základní znalosti obecné fyziky (mechaniky, elektřiny, magnetismu a kvantové teorie) a matematiky (diferenciání a integrální počet, matice, statistika) na úrovni poskytované v průběhu bakalářského studia. Dále jsou nutné znalosti z fyziké pevné fáze a krystalografie (krystalové soustavy/mřížky, reciproký prostor, kinematická a dynamická teorie difrakce, pólový diagram, základní stereografický trojúhelník).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané techniky. Výuka je doplněna praktickými demonstracemi.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je písemná a ústní, pro udělení zápočtu je nezbytné vypracování zadaných projektů.

Učební cíle

Cílem kurzu je poskytnout studentům přehled a teoretické znalosti o principech všech základních metod pro strukturní a fázovou analýzu (fyzikální principy metod, parametry přístrojů, aplikační šíře metod atd), včetně přípravy vzorků. Při praktických demonstracích metod získají studenti základní přehled o metodických postupech při řešení problémů a analýze výsledků.

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

Povinná je účast ve cvičeních, případná absence je řešena individuálně, obvykle náhradním zadáním.

Základní literatura

ECKERTOVÁ, Ludmila a Luděk FRANK. Metody analýzy povrchů: elektronová mikroskopie a difrakce. Praha: Academia, 1996, 379 s. ISBN 80-200-0329-0. (CS)
FRANK, Luděk a Jaroslav KRÁL. Metody analýzy povrchů: iontové, sondové a speciální metody. Praha: Academia, 2002, 489 s. ISBN 80-200-0594-3. (CS)
GOLDSTEIN, I. Joseph. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. 3rd ed. New York: Kluwer, 2003, xix, 689 s. : il. + 1 CD-ROM. ISBN 0-306-47292-9. (EN)
KARLÍK, Miroslav. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2011, 321 s. : il. (některé barev.) ; 30 cm. ISBN 978-80-01-04729-3. (CS)

Doporučená literatura

BRANDON, David a Wayne D KAPLAN. Microstructural characterization of materials. New York: John Wiley, 1999, 409 s. : il. ISBN 0-471-98501-5. (EN)
FLEWITT, P. E. J a Robert K WILD. Physical methods for materials characterisation. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1994, xvi, 517 p. : il. ISBN 0-7503-0320-4. (EN)
WILLIAMS, David Bernard a C. Barry CARTER. Transmission electron microscopy: a textbook for materials science. Second edition. New York: Springer, 2009, lxii, 760, 15 stran : ilustrace (některé barevné) ; 28 cm. ISBN 978-0-387-76500-6. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program N-MTI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondřej Man, Ph.D.

Osnova

Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí (skutečné pořadí se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky):
- světelná mikroskopie (opakování a prohloubení základů z předmětu Úvod do materiálových věd a inženýrství - BUM)
- obrazová analýza
- laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM)
- společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů
- interakce elektron-hmota
- rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)
- speciální techniky v SEM, SEM s vysokým rozlišením
- přehled metod lokální analýzy chem. složení
- energiově disperzní spektroskopie (EDS)
- vlnově disperzní spektroskopie (WDS)
- postupy kvantifikace chem. složení metodami EDS a WDS
- RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF
- katodoluminiscenční spektroskopie (CL)
- difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD)
- mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB)
- transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM)
- spektroskopické techniky v TEM/STEM
- metody přípravy vzorků pro SEM a TEM
- difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dina Kičmerová, Ph.D.
Ing. Ondřej Man, Ph.D.

Osnova

Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí. Skutečné pořadí, případně seskupování témat, se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky:
- světelná mikroskopie a obrazová analýza
- laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM)
- rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)
- energiově a vlnově disperzní spektroskopie (EDS, WDS)
- difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD)
- mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB)
- transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS) a EDS v TEM
- metody přípravy vzorků pro SEM a TEM
- difrakce RTG záření (XRD), určování fázového složení

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz