Detail předmětu

Diagnostika a zkušebnictví

FEKT-KDIZAk. rok: 2010/2011

Základní pojmy a metody diagnostiky. Elektrické, mechanické a klimatické zkoušky materiálů, součástek a zařízení, základní principy, přehled metod používaných v praxi. Mikroskopické, spektroskopické a difraktometrické diagnostické metody - fyzikální principy, použití. Zkoušky destruktivní a nedestruktivní. Vyhodnocování a hodnověrnost diagnostických analýz. Diagnostika a zkušebnictví, technické požadavky na výrobky, odpovědnost za škody způsobené vadným výrobkem. Zásady a organizace zkušebnictví v ČR, zákony, nařízení vlády.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Výsledky učení předmětu

Student získá přehled o problematice diagnostiky elektrotechnických materiálů a zařízení, o zásadách a organizaci zkušebnictví v ČR. Bude obeznámen s problematikou zkoušek souvisejících se zaváděním nového elektrotechnického výrobku na trh. V praxi bude schopen navrhnout vhodnou diagnostickou metodu pro řešení konkrétního problému.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

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 zápočtu:
Aktivní účast na cvičeních. Odevzdání semestrální práce.
Závěrečná zkouška.

Osnovy výuky

Základní pojmy technické diagnostiky, přehled metod. Postavení technické diagnostiky v praxi. Strategie výběru metody technické diagnostiky.
Elektrické měřicí metody v diagnostice polovodičových materiálů a struktur. Metody stanovení koncentrace a koncentračních profilů příměsí.
Stejnosměrné a střídavé elektrické měřicí metody v diagnostice elektroizolačních systémů. Zkoušky vysokým napětím, vyhodnocení zkoušek.
Zkoušky bezpečnosti elektrických předmětů. Zkoušky klimatické a mechanické odolnosti elektrických předmětů a zařízení.
Zkoušky mechanických vlastností - přehled zkoušek. Zkoušky tvrdosti. Metody akustické a elektromagnetické diagnostiky.
Diagnostika a zkušebnictví. Povinnosti výrobců, dovozců a distributorů při uvádění výrobků na trh. Posuzování shody výrobků.
Fyzikální metody stanovení struktury a složení materiálů, materiálových soustav a struktur. Metody s rastrující sondou, SIMS. Citlivosti a meze rozlišení metod.
Přehled metod optické mikroskopie. Metody měření tloušťky tenkých vrstev, mechanicko elektrická měření, elipsometrie.
Elektronová mikroskopie rastrovací a transmisní. Diagnostika struktur na základě detekce jednotlivých typů detekovaných signálů.
Speciální metody rastrovací elektronové mikroskopie. Napěťový a magnetický kontrast, metoda EBIC, nízkoenergiová a nízkovakuová elektronová mikroskopie.
Difraktometrické metody. Rentgenová difraktografie, rentgenová difrakční topografie, elektronová difraktografie.
Spektroskopické metody, atomová a molekulová spektroskopie. Absorpční, emisní, rentgenová, fotoelektrická a elektronová spektroskopie. Hmotnostní spektroskopie.
Zpracování výsledků měření. Chyby měření, ukazatelé přesnosti.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními pojmy a metodami z oblasti diagnostiky elektrotechnických materiálů a zařízení, se zásadami a organizací zkušebnictví v ČR. Studenti se v přehledu seznámí s elektrickými a mechanickými zkouškami, zkouškami bezpečnosti a klimatické odolnosti. Získají základní informace o fyzikálních metodách pro stanovení struktury a složení diagnostikovaných objektů.

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

Povinná účast ve výuce

Základní literatura

Frank,L.,Král,J.: Metody analýzy povrchů. Iontové, sondové a speciální metody. Academia, Praha, 2002 (CS)
Jirák, J., Havlíček, S., Rozsívalová, Z.: Diagnostika a zkušebnictví. Elektronické texty, Brno 2002. (CS)

Doporučená literatura

Koblížek,V. Měření a kontrola v elektrotechnologii ČVUT Praha,1991. (CS)
Reimer,L.:Scanning electron microscopy,Springer Verlag Berlin,2005 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-MET , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Josef Jirák, CSc.
Ing. Zdenka Rozsívalová
Ing. Martin Frk, Ph.D.

Osnova

Základní pojmy technické diagnostiky, přehled metod. Postavení technické diagnostiky v praxi. Strategie výběru metody technické diagnostiky.
Elektrické měřicí metody v diagnostice polovodičových materiálů a struktur. Metody stanovení koncentrace a koncentračních profilů příměsí.
Stejnosměrné a střídavé elektrické měřicí metody v diagnostice elektroizolačních systémů. Zkoušky vysokým napětím, vyhodnocení zkoušek.
Zkoušky bezpečnosti elektrických předmětů. Zkoušky klimatické a mechanické odolnosti elektrických předmětů a zařízení.
Zkoušky mechanických vlastností - přehled zkoušek. Zkoušky tvrdosti. Metody akustické a elektromagnetické diagnostiky.
Diagnostika a zkušebnictví. Povinnosti výrobců, dovozců a distributorů při uvádění výrobků na trh. Posuzování shody výrobků.
Fyzikální metody stanovení struktury a složení materiálů, materiálových soustav a struktur. Metody s rastrující sondou, SIMS. Citlivosti a meze rozlišení metod.
Přehled metod optické mikroskopie. Metody měření tloušťky tenkých vrstev, mechanicko elektrická měření, elipsometrie.
Elektronová mikroskopie rastrovací a transmisní. Diagnostika struktur na základě detekce jednotlivých typů detekovaných signálů.
Speciální metody rastrovací elektronové mikroskopie. Napěťový a magnetický kontrast, metoda EBIC, nízkoenergiová a nízkovakuová elektronová mikroskopie.
Difraktometrické metody. Rentgenová difraktografie, rentgenová difrakční topografie, elektronová difraktografie.
Spektroskopické metody, atomová a molekulová spektroskopie. Absorpční, emisní, rentgenová, fotoelektrická a elektronová spektroskopie. Hmotnostní spektroskopie.
Zpracování výsledků měření. Chyby měření, ukazatelé přesnosti.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zdenka Rozsívalová
Ing. Martin Frk, Ph.D.

Osnova

Stejnosměrné elektrické metody v diagnostice elektroizolačních systémů.
Střídavé elektrické metody v diagnostice elektroizolačních systémů.
Práce ve VN laboratoři. Zkoušky vysokým napětím. 2 týdny.
Zkoušky bezpečnosti elektrických předmětů. Zkoušky klimatické odolnosti elektrických předmětů a zařízení.
Měření na polovodičových materiálech. Metody stanovení koncentrace a koncentračních profilů příměsí. 2 týdny.
Zkoušky mechanických vlastností. Zkoušky tvrdosti. 2 týdny.
Seznámení s prací na optickém mikroskopu, možnostmi užití.
Seznámení s prací na transmisním elektronovém mikroskopu možnosti užití.
Seznámení s prací na rastrovacím elektronovém mikroskopu, možnosti užití.
Rentgenová mikroanalýza na energiově disperzním analyzátoru.