Detail předmětu

Úvod do materiálových věd a inženýrství

FP-BumvPAk. rok: 2009/2010

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 a cyklickém namáhání.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

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.

Osnovy výuky

Přednášky
- Stavba atomů, meziatomové vazby, struktury krystalických látek, poruchy krystalové stavby
- Mechanické vlastnosti materiálů I - zkouška tahem, zkoušky tvrdosti, zkouška rázem v ohybu
- Mechanické vlastnosti materiálů II - lomová mechanika, únava materiálu, creep, relaxace
- Úvod do termodynamiky, kinetiky a difuze
- Fázové diagramy, soustava Fe - Fe3C, soustava Fe - C (grafit)
- Tuhnutí a krystalizace
- Fázové přeměny v tuhém stavu
- Kovové materially - železné a neželezné kovy a jejich slitiny
- Konstrukční keramika
- Konstrukční polymery
- Kompozity
- Degradace materiálů
- Další vlastnosti materiálů

Laboratoře a ateliéry
- Úvod, světelná mikroskopie
- Příprava metalografických vzorků
- Zkouška tahem
- Zkoušky tvrdosti
- Zkouška rázem v ohybu
- Lomová houževnatost
- Únava materiálu + test
- Krystalická stavba kovů
- Základní binární rovnovážné diagramy I
- Základní binární rovnovážné diagramy II
- Termická analýza
- Diagram Fe-Fe3C metastabilní + test
- Diagram Fe-C stabilní, zápočet

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

ASKELAND,D.R., PHULÉ,P.P.: The Science and Engineering of Materials, 1993 (CS)

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BAK bakalářský

    obor BAK-EPM , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.

Osnova

- Stavba atomů, meziatomové vazby, struktury krystalických látek, poruchy krystalové stavby
- Mechanické vlastnosti materiálů I – zkouška tahem, zkoušky tvrdosti, zkouška rázem v ohybu
- Mechanické vlastnosti materiálů II – lomová mechanika, únava materiálu, creep, relaxace
- Úvod do termodynamiky, kinetiky a difuze
- Fázové diagramy, soustava Fe – Fe3C, soustava Fe – C (grafit)
- Tuhnutí a krystalizace
- Fázové přeměny v tuhém stavu
- Kovové materially – železné a neželezné kovy a jejich slitiny
- Konstrukční keramika
- Konstrukční polymery
- Kompozity
- Degradace materiálů
- Další vlastnosti materiálů

Laboratoře a ateliéry

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.
Ing. Zina Pavloušková, Ph.D.

Osnova

- Úvod, světelná mikroskopie
- Příprava metalografických vzorků
- Zkouška tahem
- Zkoušky tvrdosti
- Zkouška rázem v ohybu
- Lomová houževnatost
- Únava materiálu + test
- Krystalická stavba kovů
- Základní binární rovnovážné diagramy I
- Základní binární rovnovážné diagramy II
- Termická analýza
- Diagram Fe-Fe3C metastabilní + test
- Diagram Fe-C stabilní, zápočet