Detail předmětu

Kompozitní materiály a jejich technologie I

FCH-BCO_KOMAk. rok: 2016/2017

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

čeština

Počet kreditů

4

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

J. Jančář, "Úvod do materiálového inženýrství kompozitů", skripta FCh VUT, 2003 (CS)

Doporučená literatura

F.C. Cambell, "Structural Composite Materials", ASM International, 2010 (EN)
G.W. Ehrenstein, "Polymerní kompozitní materiály", Scientia, 2009 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHCHT bakalářský

    obor BPCO_CHM , 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program BKCP_CHCHT bakalářský

    obor BKCO_CHM , 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor