Detail předmětu

Experimentální metody v materiálovém inženýrství

FSI-WEMAk. rok: 2015/2016

Základní metody přípravy, pozorování a vyhodnocení struktury kovových a nekovových (keramika, kompozity, plasty, betony, dřevo) materiálů pomocí moderních analytických metod (světelná a elektronová mikroskopie, rtg analýza, spektroskopie atd.). Posouzení vztahů mezi strukturou, mechanickými i fyzikálními vlastnostmi materiálů. Dále budou studenti seznámeni s hodnocením struktury materiálu pomocí současných norem a své znalosti budou aplikovat na praktických příkladech.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Výsledky učení předmětu

Znalost principů a aplikační možnosti základních metod strukturní a fázové analýzy, včetně postupů odběru a přípravy vzorků. Samostatné hodnocení strukturních složek pro všechny studované druhy materiálů a posuzování souvislostí mezi technologií výroby, strukturou a užitnými vlastnostmi materiálů.

Prerekvizity

Studium experimentálních metod používaných pro analýzu struktury (morfologie a fázového složení) materiálů vyžaduje základní znalosti fyziky a matematiky na úrovni poskytované v průběhu bakalářského studia, a také znalosti materiálových věd a inženýrství - alespoň na úrovni absolventa bakalářského studia strojního inženýrství.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška bude písemná i ústní. Podmínky k udělení zápočtu: úplná účast na cvičeních, všechny vypracované protokoly, zápočtový test

Učební cíle

Cílem kurzu je poskytnout studentům přehled a v menší míře i teoretické znalosti a princip všech základních metod pro strukturní a fázovou analýzu (fyzikální principy metod, parametry přístrojů, aplikační šíře metod atd.), včetně přípravy vzorků.

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

Povinná účast na cvičeních. Absence na cvičeních je řešena individuálně.

Základní literatura

SKOČOVSKÝ, Petr a Tomáš PODRÁBSKÝ. Farebná metalografia zliatin železa. Žilina: Žilinská univerzita, 2001. ISBN 80-7100-911-3. (SK)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MTI , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.
prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Osnova

1. Makro-, mezo-, mikro- a nanostruktura a její studium pro potřeby výzkumu i praxe
2. Světelná mikroskopie (příprava vzorků, barevný kontrast, mikrotvrdost fází)
3. Úvod do elektronové mikroskopie TEM a REM, příprava vzorků pro EM
4. Mikroanalýza chemického složení pomocí EDS, WDS
5. Rentgenostrukturní fázová analýza (popis, výpočty a aplikace)
6. Metody spektroskopické chemické analýzy
7. Vybrané analytické metody (dilatometrie, resistometrie, magnetometrie, termická an.)
8. Metody kvantitativního hodnocení fází použitím obrazové analýzy (SM, EM)
9. Aplikace obrazové analýzy pro hodnocení struktury, vad a lomů u vybraných materiálů
10. Materialografické hodnocení korozního napadení
11. Materialografie keramických materiálů včetně skla a betonu
12. Materialografie polymerů, včetně dřeva
13. Materialografie kompozitních materiálů

Cvičení

16 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Osnova

1. Praktické vyhodnocování svarů z hlediska makrostruktury, mikrostruktury, mikrotvrdosti a vad dle norem EN ISO.
2. Materialografická příprava a hodnocení keramických materiálů.
3. Materialografická příprava a hodnocení polymerů a kompozitů
4. Závěrečný test, zápočet

Laboratoře a ateliéry

36 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.
prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.
Ing. Libor Věžník

Osnova

1. Příprava vzorků pro světelnou a elektronovou mikroskopii
2. Světelná mikroskopie, barevný kontrast - praktické pozorování a vyhodnocování
3. Použití kvantitativních metod včetně obrazové analýzy, úvod do stereologie
4. Aplikace obrazové analýzy pro hodnocení struktury, vad a lomových ploch u vybraných
neželezných slitin (Ni, Al slitiny apod.).
5. Příklady využití TEM (substruktura, poruchy, difrakce), REM (lomy).
6. Aplikace lokální chemické analýzy v TEM a REM (EDS, WDS)
7. Rtg fázová analýza - ukázky aplikací, výpočty
8. Vybrané metody a jejich aplikace (DTA, Dilatometrie, resistometrie aj).
9. Stanovení velikosti zrna u ocelí a neželezných kovů z výbrusů a lomových ploch dle
norem pomocí porovnávací metody, výpočtových metod a obrazové analýzy.