Detail předmětu

Selected Diagnostic Methods, Reliability and Quality

FEKT-DPA-ET2Ak. rok: 2024/2025

Měření elektrochemických zdrojů proudů a příbuzných systémů, potenciostatická měření. Metody hodnocení aktivity a životnosti elektrodových materiálů ve zdrojích elektrické energie.
Metody rastrovací elektronové mikroskopie, interakce elektronů s pevnou látkou, signály a jejich využití v diagnostice materiálů. Environmentální rastrovací elektronová mikroskopie, studium elektricky nevodivých materiálů, sledování dějů na fázovém rozhraní, dynamické in-situ experimenty.
Elektronové spektroskopie, jejich typy a principy, přehled elektronově spektroskopických metod. Rentgenová spektroskopie, energiově a vlnově disperzní metody.
Rentgenová difraktografie, metody rentgenové difraktografie a prášková rentgenová difrakční spektroskopie. Speciální diagnostické metody.
Vady zapájených desek s plošnými spoji, vliv materiálových a procesních faktorů na jejich tvorbu. Mikroskopické metody a techniky diagnostiky vad plošných spojů.
Spolehlivost a jakost, metody analýzy spolehlivosti. Řízení kvality procesů. Metody a postupy hodnocení rizika, řízení rizika.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

Znalosti na úrovni ukončeného magisterského studijního programu technického zaměření.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Písemný test z jednotlivých dílčích částí.

Učební cíle

Seznámení s vybranými metodami stanovení vlastností, parametrů a struktury některých skupin elektrotechnických materiálů a materiálových soustav a s problematikou spolehlivosti a jakosti.
Znalost vybraných metod používaných stanovení vlastností, parametrů a struktury elektrotechnickýh materiálů a materiálových soustav a problematiky spolehlivosti a jakosti.

Základní literatura

Bard,A.J.:Electroanalytical Chemistry, Marcel Dekker,N.Y.,1970. (EN)
Brett,C.M.A.,Brett,A.M.O.: Electrochemistry, Oxford, 1993. (EN)
Connor,D.J., Sexton,B.A., Smart,R.C.: Surface Analysis Methods in Materials Science, 2003. (EN)
Kececioglu,D.: Maintainability, Availability and Operational Readiness Engineering Handbook, Vol.1. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1995. (EN)
Reimer,L.: Scanning electron microscopy, Springer Verlag Berlin,1999. (EN)
Van Zant,P.:Microchip Fabrication. McGraw-Hill New York, 2000. (EN)
Vickerman, J. C., Gilmore, I. Surface Analysis, Wiley, 2009 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DPA-EKT doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPA-KAM doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPA-MET doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPA-SEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPA-TEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPA-TLI doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DPAD-EEC doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Osnova

1. Seznámení s obsahem předmětu a organizací výuky.
2. Termodynamické principy, rovnovážný stav, vymezení pojmů entalpie, volná Gibbsova energie a entropie s ohledem na elektrochemické mechanismy a chemické zdroje proudu.
3. Porovnání rovnovážného stavu a reakční kinetiky. Základní elektrochemické reakce a jejich měření. Depolarizační reakce, dvojvrstva, oxidace, redukce, Beketova řada kovů, rozpouštění kovu, pasivace, depozice, katalýza, koroze, Pourbaxiův diagram.
4. Přístrojové vybavení: Potenciostaty, galvanostaty, pH metry, elektrody I. a II. druhu. Možnosti zapojení elektrochemických systémů a parazitní vlivy.
5. Diagnostika složitých elektrochemických systémů. Metody cyklické voltamperometrie (CV), Elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS), Elektrochemické křemenné mikrováhy (EQCM)
6. Přehled Li-ion baterií a srovnání s alternativními systémy. Metody testování životnosti elektrodových systémů – zvýšená teplota, Rate-Capability atd.
7. Rastrovací elektronová mikroskopie (REM), základní typy zdrojů elektronů, interakce elektronů s pevnou látkou, signály a jejich využití v diagnostice materiálů. Detekce signálu a typy detektorů. Mikroskopie pomalými elektrony.
8. Environmentální rastrovací elektronová mikroskopie (EREM), výhody a nevýhody metody v porovnání s REM. Elektronově plynové interakce, rozptyl signálních elektronů v plynu, násobení signálních elektronů v plynu a základní typy detektorů používaných v EREM. Dynamické in-situ experimenty a jejich využití pro testování vlastností materiálů.
9. Základy energiově/vlnově disperzní X-Ray spektroskopie (EDS/WDS) a jejich využití v elektronové mikroskopii materiálů. Princip metod a jejich vzájemné porovnání. Možnosti použití pro diagnostiku materiálů. Metoda prvkového mappingu. EDS v ESEM.
10. Difrakce a úvod do difraktografie. Rentgenová difrakce a rentgenová prášková difrakční spektroskopie, její instrumentace a aplikace.
11. Prášková rentgenová difrakční spektroskopie a praktické ukázky – laboratorní cvičení.
12. Mikroskopické metody a techniky u plošných spojů a pájených spojů.
13. Spolehlivost a jakost, metody analýzy spolehlivosti. Řízení kvality procesů. Metody a postupy hodnocení rizika, řízení rizika.