Předmět Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesy (FEKT-DET1)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FEKT-DET1 - Elektrotechnické materiály, materiálové soustavy a výrobní procesy, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Vysoké učení technické v Brně (VUT).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem části I. je rozšířit a prohloubit znalosti z oblasti vlastností anizotropních materiálů obecně, s konkrétními aplikacemi v oblasti piezoelektřiny.Cílem části II. je rozšíření znalostí o fotovoltaických zdrojích elektrické energie, jejich možnostech použití a ekologických aspektech jejich nasazení.Cílem části III. je připravovat studenty na řešení technických, ekonomických a ekologických problémů, spojených s volbou, užíváním a zkoušením různých materiálů a zařízení v biomedicínckých aplikacích.Cílem části IV. je seznámit studenty se specializovanými oblastmi pájených spojů jako jsou etapy formování pájeného spoje, požadavky na kvalitní pájený spoj, materiálové a procesní faktory ovlivňující spolehlivost pájeného spoje atp.

Osnova

Modul I-M-1: Vlastnosti anizotropních materiálů, základy tenzorového počtu, popis mechanických vlastností anizotropních látek, popis dielektrických vlastností anizotropních látek, transformace souřadnicModul I-M-2: Lineární teorie piezoelektřiny, termodynamické potenciály, lineární piezoelektrické stavové rovnice, základní piezoelektrické materiályModul I-S-1: Piezoelektrické rezonátory, vybuzení mechanických kmitů, mechanické kmity rezonátorů, náhradní schéma piezoelektrického rezonátoru, stanovení orientace řezu, teplotní závislost rezonančního kmitočtuModul I-S-2: Měření vlastností rezonátorů, rezonátory na bázi SiO2, rezonátory na bázi keramických materiálů, piezoelektrické filtry, piezoelektrické měničeModul I-P-1: Výroba piezoelektrických rezonátorů, řezy monokrystalů, elektrodové systémy, pouzdření, výroba dalších piezoelektrických systémů.Modul II-M-1: Materiály vhodné pro fotovoltaiku. Fyzika fotovoltaického jevu. Fotovoltaické zdroje. Princip činnosti, charakteristiky.Modul II-M-2: Třetí generace fotovoltaiky. Tandemové solární články, Tenkovrstvé solární články. CdTe, CuSe, InGa solární články. Barvivové fotovoltaické články.Modul II-S-1: Fotovoltaické systémy. Základní typy fotovoltaických systémů a jejich aplikace. Koncentrátory. Fotovoltaické panely a systémy. Solární moduly, konstrukce a technologie. Modul II-P-1: Výroba křemíkových krystalických fotovoltaických článků Monokrystalické a polykrystalické články, leptání, difúzní procesy, sítotisk, naprašováníModul II-P-2: Výroba tenkovrstvých fotovoltaických článků. Struktura mikrokrystalických, amorfních, CdTe, CuSe, InGa solárních článků a jejich výrobaModul II-P-3: Výroba fotovoltaických panelů. Struktura fotovoltaických panelů, používané materiály, způsoby kontaktování fotovoltaických článků, konverze stejnosměrného napětí slunečních baterií na síťové napětí.Modul III-S-1: Koroze a kompatibilita materiálů v živých organismech. Korozní diagramy, složení tkáňových tekutin. Elektrodové potenciály. Vliv kovových iontů na živé tkáně.Modul III-S-2: Elektrody jako čidla složení tkání. Měření pH. Iontově selektivní elektrody. Elektrochemická čidla in vivo a in vitroModul III-S-3: Chemické zdroje pro laboratorní zařízení a implantáty. Akumulátory, jejich údržba a vlastnosti. Primární zdroje klasické, požadavky na implantované zdroje.Lithiové články, články s vnějším nabíjením. Gelové elektrolyty, vlastnosti, výhody a nevýhody.Modul III-M-1: Materiály pro biologické prostředí. Materiály pro implantáty. Keramické a kovové materiály. Hydrogely v biomedicinálních aplikacích, polymery, definice hydrogelu, výhody, hydrogelů ve srovnání s jinými materiály pro biomedicinální použití, botnání, konkrétní příklady použití, materiály pro nitrooční čočkyModul III-M-2: Polymery pro dopravu léčiv. Polymerní systémy pro dopravu a řízené uvolňování biologicky aktivních molekul. Rozpustné polymerní nosiče léčiv. Cílené směrování léčiv.Modul IV-M-1: Materiálová soustava pájeného spoje. Povrchové úpravy spojovaných kovů, metody analýzy povrchů, pájky SnPb a SnAgCu, tavidlový systém, vzduch a ochranná atmosféra, adsorbční děje na heterogenních rozhraníchModul IV-S-1: Etapy formování pájeného spoje. Reaktivní smáčení povrchu, fyzikálně chemické reakce na mezifázovém rozhraní, rozpouštění, difúze, intermetalická oblast, krystalizaceModul IV-P-1: Spolehlivost pájeného spoje. Procesní faktory: teplota/doba pájení, definované vs. kvazineomezené množství pájky v pájeném spoji, požadavky na pájený spoj, faktory ovlivňující spolehlivost pájeného spoje, termomechanické namáhání pájeného spoje.

Literatura

ZELENKA, J.: Piezoelektrické rezonátory a jejich použití. ACADEMIA Praha 1993 (CS)PISTOIA, G.: Lithium Batteries, New Materials, Developments and Perspectives, Elsevier, Netherlnds, 1994 (EN)SILVER, F. H.: Biomaterials, medical device and tissue engineering, Chapmann & Hall , London. 1992 (EN)HELSEN, J. A., BREME, H. J.: Metals as biomaterials. J. Wiley, New York, 1998 (EN)HUMPSTON, G., JACOBSON, D., M.: Principles of Soldering, ASM International, 2004, ISBN 0-87170-792-6 (EN)ADAMSON, A., W., GAST, A., P.: Physical Chemistry of Surfaces. A Willey Interscience Publication, 1997, ISBN 0 –471-14873-3 (EN)HWANG, J., S.: Environment-Friendly Electronics: Lead Free Technology, Electrochemical Publications Limited, 2001, ISBN 0 901150 401 (EN)SZE, S., M., KWOK, K.: Physics of Semiconductor Devices. Wiley - Interscience, A John Wiley & sons, Inc. Publication, ISBN-13: 978-0-471-14323-9 (EN)KRIEG, B.: Elektřina ze slunce. HEL, Ostrava, 1993 (CS)MENTLÍK, V.: Dielektrické prvky a systémy. BEN-technická literatura, Praha, 2006. ISBN 80-7300-189-6 (CS)

Požadavky

Jsou požadovány znalosti na úrovni magisterského studia.

Garant

prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc.doc. Ing. Marie Sedlaříková, CSc.Ing. Jiří Starý, Ph.D.doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.prof. Ing. Jiří Vondrák, DrSc.