Detail předmětu

Composite Materials and their Technologies I

FCH-BAO_KOMAk. rok: 2013/2014

Aplikace kompozitních materiálů v letectví a kosmonautice, umělé kosti, asbestová vlákna, automobilové kompozity, borová vlákna, uhlík–uhlík kompozity, kontinuální skleněná vlákna, defekty vláken, stárnutí a únava kompozitů, cementy vyztužené vlákny, polymerní vláknové kompozity, vlákna a textil, termochemické vlastnosti, plasty vyztužené sklem, anorganická oxidová vlákna, kompozity polymer-polymer, SiC kompozity.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Moderní principy popisu skelného stavu, kaučukového stavu a krystalického stavu tuhých polymerů. Kinetika krystalizace, nadmolekulární struktura, základy viskoelasticity tuhých polymerních těles, chování sítí, morfologie a vlastnosti směsí polymerů.

Prerekvizity

fyzika polymerů, mechanika a porušování materiálů

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

ústní zkouška 30 minut, semestrální projekt

Osnovy výuky

1. Vláknové kompozity
Úvod do studia, aplikace v letectví, dopravě, stavebnictví, sportovní potřeby, medicína, dělení kompozitů podle složek
2. Úvod do struktury vláknových kompozitů
3. Pryskyřice (matrice): Syntéza a vlastnosti
- Nenasycené polyesterové pryskyřice(UP)
- Vinylesterové pryskyřice(VE)
- Epoxidové pryskyřice (EP)
- Fenolické pryskyřice (FP)
4. Výztuže (vlákna, tkaniny, rohože)
- Skleněná vlákna
- Uhlíková vlákna
- Přírodní a organická vlákna
- Forma výztuží
- Povrchové úpravy výztuží
5. Technologie výroby vláknových kompozitů
- Ruční kladení, forma, kopyto
-Vakuový vak, tlakový vak
- Autokláv
- RTM
- Pultruze, navíjení, pull-winding
- Technologie SMC, BMC
6. Zkušební metody pro testování kompozitních materiálů
- Mechanické vlastnosti, standardy ASTM, ISO, DIN, ČSN
- Ostatní vlastnosti (hořlavost, elektrická vodivost, nasákavost, odolnost proti působení korozního prostředí, atd.)
7. Úvod do mikromechaniky laminy
- Základní pojmy
- Směšovací pravidla
8. Úvod do struktury plněných plastů (částicové kompozity)
- Matrice semikrystalické termoplasty
- Matrice amorfní termoplasty
9. Plniva
- Přírodní minerální prášky (mikromletá, srážená)
- Saze, CNT, grafen
- Syntetická plniva
10. Technologie výroby částicových kompozitů
- Mísení a hnětení v tavenině kontinuální/šaržovité
- Kalandrování
11. Mikromechanika částicových kompozitů
- Kerner-Nielsen-Lewis rovnice pro izometrická plniva
- Halpin Tsai rovnice pro neizometrická plniva
12. Úvod do polymerních nanokompozitů
- Úvod, historie, aplikace
- Princip odlišnosti mikro a nano kompozitů
- Přírodní a syntetická nanoplniva
- Vliv podmínek přípravy na výsledné vlastnosti


Učební cíle

Přednáška je úvodem to materiálového inženýrství a technických základů výrob kompozitů s polymerními matricemi. Její obsah je zaměřen na pochopení úlohy jednotlivých komponent materiálu a vlivu procesních parametrů jednotlivých typů maloobjemové i velkoobjemové výroby kompozitů a kompozitních dílců na bázi organických pryskyřic vyztužených vlákny, rohožemi, tkaninami i částicovými plnivy na jejich užitné vlastnosti. Specifika různých technologií jsou uvedena do kontextu s užitnými parametry materiálů, které poskytuje. Omezení technologické použitelnosti jednotlivých technologíí je rovněž diskutováno.

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

není

Základní literatura

A.K. Kaw: Mechanics of Composite Materials, CRC Press, New York, 1997 (EN)
P.C.Powell: Engineering with fiber-polymer laminates, Chapman&Hall, London 1993 (EN)
B.T.Astrom: Manufacturing of Polymer Composites, Chapman&Hall, London, 1997 (EN)
B.D.Agarwal, L.J. Brountman: Analysis and performance of fiber composites, J.Wiley, New York, 2nd edition, 1990 (EN)
Jancar J, et al, Current issues in research of polymer nanocomposites, POLYMER, 2010 (EN)
Y-W Mai, Z-Z Yu, Polymer Nanocomposites, CRC Press, Boca Raton, 2006 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor