Experimentální metody v materiálovém inženýrství I (FSI-WEX)

Akademický rok 2020/2021
Garant: Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je poskytnout studentům přehled a teoretické základy všech nejběžnějších metod využívaných pro komplexní strukturní a fázovou analýzu strojírenských materiálů v současné technické praxi (fyzikální principy metod, parametry přístrojů, aplikační využití metod atd.), včetně přípravy vzorků pro jednotlivé metody.
Výstupy studia a kompetence:
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.
Obsah předmětu (anotace):
Základy experimentálních metod strukturní a fázové analýzy kovových a nekovových materiálů.
Pozornost je věnována převážně studiu mikrostruktury s využitím nejmodernějších zobrazovacích technik světelné mikroskopie.
Studenti jsou seznámeni s hodnocením jednotlivých materiálových parametrů a charakteristik v souladu s platnými normami.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Písemná a ústní zkouška.
Podmínky k udělení zápočtu: úplná a aktivní účast na cvičení, zápočtový test.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Povinná účast na cvičeních. Absence na cvičeních je řešena individuálně.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základy světelné mikroskopie
- rozdělení, světelné zdroje, parametry, BF, DF, DIC, NIC, atp.
- výhody a nevýhody jednotlivých systémů, aplikační využití
2. Příprava materiálografických preparátů
- barevná metalografie v praxi (přirozený f. k. x barevné leptání)
- možná úskalí při přípravě a vyhodnocování metalografických preparátů
3. Obrazová analýza - hodnocení mikrostrukturních parametrů
- výhody a nevýhody využití systémů OA (rozlišení, prahování, atp.)
- příklady využití OA (kvantifikace fází, morfologické hodnocení, měření tlouštěk, hodnocení velikosti zrna, litin, mikročistoty, atp.)
4. hodnocení tvrdosti v technické praxi (praktické ukázky a cvičení)
- přehled metod měření tvrdosti, dle norem ČSN a ASTM
- výhody a nevýhody jednotlivých metod
- měření tvrdosti vrstev a povlaků, dle norem ČSN a ASTM
- praktické příklady z technické praxe
    Laboratorní cvičení 1. Základy světelné mikroskopie (praktické ukázky a cvičení)
- rozdělení, světelné zdroje, parametry, BF, DF, DIC, NIC, atp.
- výhody a nevýhody jednotlivých systémů, aplikační využití
2. Příprava materiálografických preparátů (praktické ukázky a cvičení)
- barevná metalografie v praxi (přirozený f. k. x barevné leptání)
- možná úskalí při přípravě a vyhodnocování metalografických preparátů
3. Obrazová analýza - hodnocení mikrostrukturních parametrů (praktické ukázky a cvičení)
- výhody a nevýhody využití systémů OA (rozlišení, prahování, atp.)
- příklady využití OA (kvantifikace fází, morfologické hodnocení, měření tlouštěk, hodnocení velikosti zrna, litin, mikročistoty, atp.)
4. hodnocení tvrdosti v technické praxi (praktické ukázky a cvičení)
- přehled metod měření tvrdosti, dle norem ČSN a ASTM
- výhody a nevýhody jednotlivých metod
- měření tvrdosti vrstev a povlaků, dle norem ČSN a ASTM
- praktické příklady z technické praxe
Literatura - základní:
1. Brandon,D., Kaplan,W.D.: Microstructural Character.of Materials, Wiley, England, 2008, ISBN 978-0470027851.
2. Handbook of Analytical Methods for Materials: Materials Evaluation and Engineerint, Inc. MEE [online]. Plymouth, MN, 2001, 2001 [cit. 2018-03-18]. Dostupné z: https://www.mee-inc.com/hamm/
3. SKOČOVSKÝ, Petr a Tomáš PODRÁBSKÝ. Farebná metalografia zliatin železa. Žilina: Žilinská univerzita, 2001. ISBN 80-7100-911-3.
4. ČMELÍK, Jiří, Pavlína HÁJKOVÁ a Petr KOUTNÍK. Pokročilé laboratorní metody. Ústí nad Labem: Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Fakulta životního prostředí, 2014. ISBN 978-80-7414-850-7.
5. Metody charakterizace materiálů. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2012. ISBN 978-80-7395-521-2.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-ZSI-P prezenční studium MTI Materiálové inženýrství -- zá,zk 3 Povinný 1 1 L