Předmět Struktura a vlastnosti pevných látek (SaVPLn)

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

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Seznámit studenty se základními souvislostmi mezi strukturou a vlastnostmi v pevných látkách. Definovat krystalovoustrukturu a vliv defektů v krystalických materiálech na jejich mechanické vlastnosti. Charakterizovat strukturníprocesy probíhající během tepelného nebo mechanického zpracování kovových materiálů.

Osnova

1. Význam studia vztahů mezi strukturou a vlastnostmi technických materiálů. 2. Atomová struktura pevných látek. Stavba atomu. Bohrův model atomu. Kvantově mechanický model atomu. Periodickásoustava prvků a elektronová konfigurace atomů. Ionizační energie. Vazby v pevných látkách (iontová, kovalentní,kovová a Van der Waalsova). 3. 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. 4. Krystalové struktury prvků (molekulární orbity, pásová teorie, struktury těsně uspořádaných atomů, strukturyse 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). 5. Bodové poruchy v kovech a slitinách. Rovnovážná koncentrace bodových poruch. Vznik nerovnovážné koncentracebodových 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 substitučníchatomů. Samodifúze. Vliv teploty – tepelná aktivace. 6. Kanály vysoké difuzivity (difúze podél hranic zrn, podél dislokací a volných povrchů). Difúze ve slitinách,difúze při koncentračním gradientu, praktické příklady difúze. 7. Čarové poruchy krystalové mříže – dislokace. Definice, základní rozdělení, Burgersův vektor, pohyb dislokací,napěťové pole dislokace, síly působící na dislokaci, energie dislokace, vrstevné chyby. 8. 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. 9. HTU: dislokační reakce, vrstevné chyby a částečné dislokace. KSC: dislokační reakce, vrstevné chyby a částečnédislokace. Interakce dislokací s bodovými poruchami. Dislokace v systémech s uspořádáním na dlouhou vzdálenost.Hranice zrn a subzrn, rozhraní mezi fázemi. 10. Fázové přeměny. Krystalizace kovů a slitin. Homogenní a heterogenní nukleace. Růst krystalů čistých kovů. Krystalizaceslitin. Eutektická reakce. Peritektická reakce. Krystalizace odlitků (ingotů) a kontislitků. 11. Fázové přeměny v pevném stavu, klasifikace. Difúzní přeměny: precipitace, uspořádání, eutektoidní reakce, masívnítransformace, polymorfní přeměny. Homogenní a heterogenní nukleace. 12. Bezdifúzní fázové přeměny. Kinetika transformací. Krystalografie martenzitické transformace v ocelích.13. 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. 14. Lomové procesy. Griffithovo kritérium. Stádia lomového procesu. Křehký lom. Tvárný lom. Lom korozí pod napětím.Únavový lom. Creepový lom.

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.