Předmět Struktura a vlastnosti pevných látek (SaVPL)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu SaVPL - Struktura a vlastnosti pevných látek, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

- Objasnit vztahy mezi strukturou a vlastnostmi pevných látek;- Charakterizovat atomovou strukturu a vazby v pevných látkách;- Popsat základní principy vnitřní stavby krystalických látek;- Definovat bodové poruchy v krystalech;- Charakterizovat čárové poruchy v krystalech a dislokační reakce v hexagonální a kubických krystalových mřížkách;- Objasnit základní principy difúzních jevů v pevných látkách;- Popsat mechanismy plastické deformace - monokrystaly a polykrystaly;- Definovat základní typy fázových transformací;- Charakterizovat lomové procesy kovových materiálů.

Osnova

Přednášky:· Obsah a cíl předmětu. Význam studia vztahů mezi strukturou a vlastnostmi technických materiálů. · Atomová struktura pevných látek. Stavba atomu. Bohrův model atomu. Kvantově mechanický model atomu. Periodická soustava prvků a elektronová konfigurace atomů. Ionizační energie.· Vazby v pevných látkách (iontová, kovalentní, kovová a Van der Waalsova). Krystalické a amorfní pevné látky. Základy krystalografie: teorie opakování, translační periodicita krystalů, elementární buňka, prostorová mříž, základní principy reciproké mříže, symetrie krystalů, zákony geometrické krystalografie.· Krystalové struktury prvků ( molekulární orbity, pásová teorie, struktury těsně uspořádaných atomů, struktury se směrovými vazbami). Alotropie. Polární struktury. Struktury binárních slitin (tuhé roztoky, uspořádané fáze, elektronové sloučeniny, slitiny s dominujícím rozměrovým faktorem, sloučeniny přechodových kovů s proměnným zastoupením, intersticiální sloučeniny).· Bodové poruchy v kovech a slitinách. Rovnovážná koncentrace bodových poruch. Vznik nerovnovážné koncentrace bodových poruch (kalení, plastická deformace). Zotavování nadbytečných bodových poruch.· Difúze v kovových soustavách. Základní rovnice difúze (I. a II. Fickův zákon). Atomová teorie difúze, mechanismy difúze intersticiálních a substitučních atomů. Samodifúze. Vliv teploty – tepelná aktivace.· Kanály vysoké difuzivity (difúze podél hranic zrn, podél dislokací a volných povrchů). Difúze pod napětím, difúze ve slitinách, difúze při koncentračním gradientu, praktické příklady difúze.· Čarové poruchy krystalové mříže – dislokace. Definice, základní rozdělení, Burgersův vektor, pohyb dislokací, napěťové pole dislokace, síly působící na dislokaci, energie dislokace, vrstevné chyby.· Vzájemné působení mezi dislokacemi: protínání dislokací, pohyb stupňů na dislokacích, příčný skluz, šplhání, dislokační reakce, hustota dislokací, zdroje dislokací.· Dislokace v důležitých krystalových strukturách. KPC: dislokační reakce, Thompsonův tetraedr, vrstevné chyby a částečné dislokace. HTU: dislokační reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace. KSC: dislokační reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace.· Interakce dislokací s bodovými poruchami. Dislokace v systémech s uspořádáním na dlouhou vzdálenost. Hranice zrn a subzrn, rozhraní mezi fázemi.· Krystalizace kovů a slitin. Homogenní a heterogenní nukleace. Růst krystalů čistých kovů. Krystalizace slitin. Eutektická reakce. Peritektická reakce. Krystalizace odlitků (ingotů) a kontislitků.· Fázové přeměny v pevném stavu, klasifikace. Difúzní přeměny: precipitace, uspořádání, eutektoidní reakce, masívní transformace, polymorfní přeměny. Homogenní a heterogenní nukleace. Bezdifúzní přeměny. Kinetika transformací.· Deformační zpevnění. Křivky zpevnění monokrystalů s KPC, HTU a KSC strukturou. Teorie zpevnění čistých kovů. Plastická deformace polykrystalů. Zpevnění v dvoufázových materiálech. Substituční zpevnění. Precipitační zpevnění: koherentní a nekoherentní částice precipitátu.- Lomové procesy. Griffithovo kritérium. Stádia lomového procesu. Křehký lom. Tvárný lom. Lom korozí pod napětím.Únavový lom. Creepový lom.Cvičení: 1. Úvod. 2. Fázové diagramy. 3.-4. Hodnocení struktur systému Fe-C. 5.-6. Krystalografie. 7. Bodové poruchy. 8.-9. Difúze.10.-11. Dislokace. 12. Krystalizace. 13. Fázové přeměny. 14. Závěrečná prověrka znalostí. Zápočty.

Literatura

1 Vodárek, V.: Struktura a vlastnosti pevných látek, Studijní opora, VŠB-TU Ostrava, 2010.2 Kratochvíl, P. a kol.: Úvod do fyziky kovů I, SNTL Alfa, Praha, 1984. 3 Pokluda, J. a kol.: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek, PC DIR, Brno, 1994. 4 Čadek, J.: Fyzika kovů, část II, Dislokace v krystalech, VŠB – ES, 1978

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.

Vyučující

Ing. František Filušprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.