| Akademický rok 2022/2023 |
| Garant: | doc. Ing. Klára Částková, Ph.D. | |||
| Garantující pracoviště: | ÚMVI | |||
| Jazyk výuky: | čeština | |||
| Cíle předmětu: | ||||
| Cílem kurzu je poskytnout studentům materiálového inženýrství základní chemické a fyzikální informace o syntéze nekovových materiálů a jejich prekurzorů, které jsou nutné pro pochopení vztahů mezi strukturou materiálů a jejich (fyzikálně) chemickou reaktivitou. | ||||
| Výstupy studia a kompetence: | ||||
| Absolvent kurzu bude schopen aplikovat získané poznatky při dalším magisterském studiu materiálového inženýrství a při řešení konkrétních problémů v průmyslové praxi. | ||||
| Prerekvizity: | ||||
| Studenti mají mít znalosti organické, anorganické a fyzikální chemie na úrovni středoškolské; respektive základního kurzu pro strojní inženýrství. | ||||
| Obsah předmětu (anotace): | ||||
| Kurz je zaměřen na syntézu nekovových materiálů-polymerů a keramických prášků, včetně chování keramických koloidních částic v kapalném prostředí. Cílem kurzu je poskytnout studentům materiálového inženýrství základní chemické a fyzikální informace o syntéze nekovových materiálů a jejich prekurzorů, které jsou nutné pro pochopení vztahů mezi strukturou materiálů a jejich (fyzikálně) chemickou reaktivitou. | ||||
| 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: | ||||
| Zkouška hodnotí teoretické znalosti a jejich praktické aplikace při řešení problemiky oboru. Zkouška je ústní s písemnou přípravou. | ||||
| Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
| Podmínkou udělení zápočtu je přítomnost studenta ve všech cvičeních a splnění zadaných úkolů. Pokud student tuto podmínku nesplní, může mu být v odůvodněných případech stanovena náhradní podmínka. | ||||
| Typ (způsob) výuky: | ||||
| Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
| Laboratorní cvičení | 13 × 2 hod. | povinná | ||
| Osnova: | ||||
| Přednáška | 1. Polymery: monomery, nomenklatura polymerů, polymerační stupeň, funkčnost monomerů, struktura polymerů. 2. Řetězové polymerace: vliv chemické struktury monomeru na polymerační mechanismus, iniciace-terminace-propagace-transfer, polymerace radikálové, iontové a kondenzační kopolymerace. 3. Polykondenzace: vliv struktury monomerů na polykondenzační reakci, mechanismus polykondenzace. 4. Polyadice: mechanismus polyadice, blokové a roubované polymery, reakce polymerů: síťování polymerů, odbourávání polymerů. 5. Keramické prášky: konvenční metody přípravy, homogenní a heterogenní nukleace, růst částic v roztoku, koprecipitace. 6. Keramické prášky: sol-gel syntézy koloidů, sol-gel syntézy z organokovových sloučenin, polykondenzační sol-gel metody. 7. Keramické prášky: nekonvenční metody syntézy-hydrotermální, mikrovlnné, sonochemické, hydrolýza roztoků solí, reakce v nevodném prostředí. 8. Syntézy v plynné fázi; syntézy v aerosolech; emulzní syntézy. Vymrazovací a sprayové sušení. 9. Polymerní metody syntézy keramických materiálů: syntéza organokovových polymerů, pyrolýza polymerů. Syntézy neoxidových částic. 10. Biomimetické metody: přírodní keramické materiály a jejich vznik biologickou cestou, biomimetické procesy. 11. Koloidy-přitažlivé síly mezi částicemi: klasifikace fyzikálních sil. Van der Waalsovy síly. Interakce mezi povrchy a částicemi. Hamakerova konstanta. 12. Koloidy-elektrostatické síly a elektrická dvojvrstva: Zdroje povrchového náboje. Elektrostatická teorie-Coulombův zákon. Elektrokinetické jevy. 13. Koloidy a stabilita koloidů: struktura koloidů. Stability koloidů a mechanismus stabilizace ; elektrostatická a stérická stabilizace. DLVO teorie. Koagulace a kinetika koagulace. |
|||
| Laboratorní cvičení | 1. Polymery 2. Řetězové polymerace 3. Polykondenzace 4. Polyadice 5. Keramické prášky:konvenční metody přípravy 6. Keramické prášky: nekonvenční metody přípravy 7. Polymerační metody syntézy keramických materiálů 8. Syntézy v plynné fázi; syntézy v aerosolech; emulzní syntézy. Vymrazovací a sprayové sušení. 9. Polymerní metody syntézy keramických materiálů 10. Biomimetické metody 11. Koloidy-přitažlivé síly mezi částicemi 12. Koloidy-elektrostatické síly a elektrická dvojvrstva 13. Koloidy a stabilita koloidů |
|||
| Literatura - základní: | ||||
| 1. R.J. Brook (editor): Processing of Ceramics, Part I., vol 17A of Materials Science and technology, Wiley – WCH, Weinheim 1996, p.70-98. | ||||
| 2. B.J. Brook (editor): Processing of Ceramics, Part II., vol. 178 of Materials Science and Technology, Wiley-WCH, Weinheim 1996, p.2-82. | ||||
| 3. L.V. Interrante and M.J. Hampden-Smith (editor), Chemistry of Advanced Materials, Wiley-WCH, New York 1998, p.389-448. | ||||
| 4. B.I. Lee and E.J.A. Pope (editor): Chemical Processing of Ceramics, Marcel Pokker, New York 1994, p.61-127. | ||||
| 5. D. Myers: Surfaces, Interfaces, and Colloids, Wiley-WCH, New York 1999. | ||||
| 6. M. Kučera: Vznik makromolekul I., Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství VUTIUM, 2003. | ||||
| 7. M. Kučera: Vznik makromolekul II., Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství VUTIUM, 2003. | ||||
| Literatura - doporučená: | ||||
| 1. R.J. Brook (editor): Processing of Ceramics, Part I., vol 17A of Materials Science and technology, Wiley – WCH, Weinheim 1996, p.70-98. | ||||
| 2. B.J. Brook (editor): Processing of Ceramics, Part II., vol. 178 of Materials Science and Technology, Wiley-WCH, Weinheim 1996, p.2-82. | ||||
| 3. D. Myers: Surfaces, Interfaces, and Colloids, Wiley-WCH, New York 1999. | ||||
| 4. M. Kučera: Vznik makromolekul I., Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství VUTIUM, 2003. | ||||
| 5. M. Kučera: Vznik makromolekul II., Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství VUTIUM, 2003. | ||||
| Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
| Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
| CŽV | prezenční studium | CZV Základy strojního inženýrství | -- | zá,zk | 5 | Povinný | 1 | 1 | Z |
| N-MTI-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 5 | Povinný | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile