Předmět Nekovové materiály (FSI-WNE)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FSI-WNE - Nekovové materiály, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně (VUT).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem kurzu je seznámit studenty s keramickými materiály pro konstrukční, elektrotechnické a biolékařské aplikace z hlediska vztahů mezi strukturou materiálů a jejich vlastnostmi.

Osnova

Přednášky 13 x 3 hrs.Cvičení 13 x 1 hrs.1. Vazba v keramických materiálech – Struktura atomů. Tuhé látky s iontovou vazbou. Tuhé látky s kovalentní vazbou. Pásová teorie tuhých látek2. Struktura krystalických keramik – Krystalové struktury. Binární iontové sloučeniny. Složené krystalické struktury3. Struktura skelných keramik – Tvorba skel. Modely skelné struktury. Struktura oxidových skel4. Strukturní poruchy – Bodové defekty: stechiometrické, nestechiometrické, vnitřní. Notace bodových defektů. Lineární defekty. Planární defekty5. Chemické reakce v tuhých keramikách – Kinetika heterogenních reakcí. Elektrochemický potenciál v iontových tuhých látkách. Reakce kapalina-tuhá látka. Reakce v tuhých částicích. Precipitace v krystalických keramikách6. Mikrostruktura keramických materiálů – Mikrostrukturní charakteristiky. Kvantitativní analyza- Typické mikrostruktury: pokročilé keramiky, skla, sklokeramiky7. Termické vlastnosti – Teplotní napětí. Teplotní ráz. Mikropraskání keramiky. Temperování skla. Tepelná vodivost8. Mechanické vlastnosti – Pevnost keramiky. Lomová houževnatost. Mechanismy zhouževnaťování. Konstruování s keramickými materiály. Tečení, subkritický růst trhlin. Únava keramiky9. Dielektrické vlastnosti – Teoretické základy. Polarizační mechanismy. Dielektrické ztráty. Kondenzátory a izolátory10. Teoretické základy. Para-, ferro-, antiferro- and ferrimagnetismus. Magnetické domény a hysterezní křivka. Magnetické keramické materiály.11. Elektrická vodivost v keramických materiálech – difuse a vodivost. Iontová vodivost. Elektronová vodivost. Galvanické články s tuhou fází12. Optické vlastnost – Základní principy. Absorpce a transmise. Rozptyl a opacita.13. Aplikace keramických materiálů – konstrukční keramika, elektrokeramika, biokeramikalaboratoře a ateliéryCvičení1. Mřížková energie, Madelungova konstanta, ionizační energie a iontový charakter vazby, koordinační číslo2. Struktura krystalických a skelných keramických materiálů3. Reakce kontrolované difuzí, rychlost chemické reakce, aktivační energie4. Termické a mechanické vlastnosti keramických materiálů5. Difuse a elekrické vlastnosti keramických materiálů6. Dielektrické, magnetické a optické vlastnosti keramických materiálůKeramografická analyza typických keramických mikrostruktur:7. Příprava vzorků k analyze (řezání, zalévání)8. Příprava vzorků k analyze (leštění)9. Příprava vzorků k analyze (tepelné leptání)10. Optická mikroskopie11. Elektronová mikroskopie12. Kvantitativní vyhodnocení keramografické analyzy13. Vypracování protokolu

Literatura

M.W.Barsoum: Fundamentals of Ceramics, IOP Publishing, London 2003M.W.Barsoum: Fundamentals of Ceramics, IOP Publishing, London 2003W.D.Kingery, H.K.Bowen and D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics,Wiley, New York 1976W.D.Kingery, H.K.Bowen and D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics,Wiley, New York 1976D.W.Richerson: Modern Ceramic Engineering,Marcel Dekker,New York 1992

Požadavky

Studenti by měli mít znalosti fyziky, chemické thermodynamiky a kinetiky a také syntézy keramických materiálů na základní vysokoškolské úrovni.

Garant

prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc.

Vyučující

prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc.