Detail předmětu

Metody strukturní analýzy

FSI-WA1Ak. rok: 2018/2019

Světelná mikroskopie (metody, principy, aplikace), obrazová analýza, .Interakce elektronů s hmotou. Transmisní elektronová mikroskopie (TEM a STEM),elektronová difrakce.Princip HV TEM a HR TEM. Rastrovací elektronová mikroskopie. Environmentální EM. Iontová mikroskopie.
Lokální analýza v TEM a REM (s využitím buzeného rtg. záření, augerových elektronů, spektroskopie elektronových ztrát). Metoda EBSD. Rtg. difraktometrie.
Vybrané spektroskopické metody.Metody s rastrující sondou. Mikro- a nanotomografie.Ramanovská spektroskopie.

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Znalost principů a aplikační možnosti základních metod strukturní
a fázové analýzy, včetně postupů odběru a přípravy vzorků.

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.

Doporučená nebo povinná literatura

GOLDSTEIN, I. Joseph. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. 3rd ed. New York: Kluwer, 2003, xix, 689 s. : il. + 1 CD-ROM. ISBN 0-306-47292-9. (EN)
BRANDON, David a Wayne D KAPLAN. Microstructural characterization of materials. New York: John Wiley, 1999, 409 s. : il. ISBN 0-471-98501-5. (EN)
ECKERTOVÁ, Ludmila a Luděk FRANK. Metody analýzy povrchů: elektronová mikroskopie a difrakce. Praha: Academia, 1996, 379 s. ISBN 80-200-0329-0. (CS)
FLEWITT, P. E. J a Robert K WILD. Physical methods for materials characterisation. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1994, xvi, 517 p. : il. ISBN 0-7503-0320-4. (EN)
WILLIAMS, David Bernard a C. Barry CARTER. Transmission electron microscopy: a textbook for materials science. Second edition. New York: Springer, 2009, lxii, 760, 15 stran : ilustrace (některé barevné) ; 28 cm. ISBN 978-0-387-76500-6. (EN)
KARLÍK, Miroslav. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2011, 321 s. : il. (některé barev.) ; 30 cm. ISBN 978-80-01-04729-3. (CS)
FRANK, Luděk a Jaroslav KRÁL. Metody analýzy povrchů: iontové, sondové a speciální metody. Praha: Academia, 2002, 489 s. ISBN 80-200-0594-3. (CS)

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 je písemná a ústní,pro udělení zápočtu je nezbytné vypracování zadaných okruhů problémů.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

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. Na
praktických aplikacích metod získají studenti základní přehled o
metodických postupech při řešení problémů a analýze výsledků.

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

Povinná je účast ve cvičeních,případná absence je řešena individuelně,obvykle náhradním zadáním.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-FIN , 1. ročník, letní semestr, 4 kredity, povinný
    obor M-MTI , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod k metodám strukturní analýzy, světelná a konfokální mikroskopie
2. Úvod k metodám elektronové mikroskopie (interakce elektronů s hmotou, zavedení/opakování základních pojmů, zdroje elektronů)
3. Transmisní elektronová mikroskopie (TEM,STEM)
4. Elektronová difrakce, využití zobrazení v tmavém poli, princip HR TEM
5. Rastrovací elektronová mikroskopie, nízkovakuová a environmentální SEM,mikroskopie s iontovým svazkem(FIB),dual beam mikroskopie FIB/SEM
6. Lokální analýza chemického složení v TEM a SEM(přehled metod, princip disperze dle energie a vlnové délky,detekce podle EDS)
7. Detektory WDS, princip spektroskopie energiových ztrát a AES,metoda EBSD
8. Spektroskopické metody OES-optická emisní spektroskopie,princip, metody,ICP OES,GDOES
9. Spektrometrické metody (RTG spektroskopie,spalovací analyzátory)
10.Metody s rastrující sondou (SPM)
11. Mikro-a nanotomografie,Ramanova spektroskopie
12. RTG difrakční analýza
13. Využití analytických metod ve vědě, výzkumu a při češení výrobních problémů, stručná charakteristika dalších metod (XPS,SIMS,LEIS aj.)

Laboratoře a ateliéry

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.Světelná mikroskopie, analýza obrazu
2.Příprava preparátů pro elektronomikroskopické metody
3. TEM a STEM- představení jejich základních funkcí
4.Aplikace TEM (a STEM, HV TEM,HR TEM) ve vědě i praxi-ukázky
5.SEM- předvedení základních funkcí , ukázka systému FIB/SEM
6. EDS a EBSD- demonstrace jejich funkce a možností
7.WDS a EELS- demonstrace jejich funkce a možností
8. Spektroskopické laboratoře-představení spektrometru GDOES,prvky akvizičního řetězce,provedení analýzy, vyhodnocení
9.Představení spektrometru F/ETA-AAS, demonstrace provedení analýzy, zpracování údajů a kvantifikace
10.Ukázky aplikačních možností metod SPM, ukázka přístrojů v laboratořích
11.Laboratoř mikro- a nanotomografie- ukázka přístrojů, jejich aplikačních možností
12.Laboratoř RTG difraktometrie- ukázky přístrojů, aplikace jednotlivých metod
13.Příklady využití vybraných metod, zápočet