Akademický rok 2019/2020 |
Garant: | prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚMVI | |||
Jazyk výuky: | angličtina | |||
Cíle předmětu: | ||||
Kurz poskytne studentům zejména doktorského studia materiálového a fyzikálního inženýrství pokročilé fyzikálně-chemické poznatky potřebné pro experimentální studium v oblasti struktury a vlastností keramických materiálů a kompozitů. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Absolvent kurzu bude schopen aplikovat získané poznatky při dalším doktorském studiu materiálového inženýrství a zejména při řešení disertační práce spojené s výzkumem v oblasti pokročilých konstrukčních, elektrokeramických a biokeramických materiálů. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Znalosti z oblasti materiálových věd a inženýrství na magisterské úrovni. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Pokročilý kurz nekovových anorganických materiálů je zaměřený na strukturu keramických materiálů a jejich fyzikální a chemické vlastnosti. Témata kurzu: difize v keramických materiálech, mechanické chování keramických materiálů, vysokoteplotní konstrukční pokročilá keramika, keramické superiontové vodiče, feroelektrická keramika, feromagnetická keramika, polykrystalická polovodičová keramika, vysokoteplotní oxidové supravodiče, biokeramické materiály. |
||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Zkouška hodnotící teoretické znalosti a jejich praktické aplikace proběhne formou 30 minutové presentace s diskusí na téma pokročilých keramických materiálů blízké cílům disertační práce doktoranda. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Kurz proběhne v závislosti na počtu zájemců formou konzultací nebo přednášek. Na závěr kurzu doktorand vypracuje tématickou prezentaci z oblasti pokročilých keramických materiálů. |
||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 10 × 2 hod. | nepovinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1. Difuze v keramických materiálech - pravidelná struktura keramiky, defekty v keramikách (značení bodových defektů) - teorie difuze, procesy založené na difuzi a difuze v keramikách 2. Mechanické chování keramických materiálů - elasticita: modul elasticity monokrystalické a polykrystalické keramiky, vliv porozity - lom: lom na atomové úrovni, iniciace propagace lomu, vliv mikrostruktury na lom - plasticita: pokluz na atomové úrovni, dislokační skluz v keramikách, vysokoteplotní plasticita, mechanismus krípu - zhouževnaťující mechanismy v keramikách, klasifikace zhouževnatěných keramik, transformační zhouževnatění, zirkoničitá keramika, zpevňování whiskery 3. Vysokoteplotní konstrukční keramické materiály - materiálové požadavky - oxidová keramika pro vysokoteplotní konstrukční aplikace (oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, mulit, kordierit) - neoxidová keramika pro vysokoteplotní konstrukční aplikace (nitrid křemíku, karbid křemíku, sialony) - keramické kompozity 4. Keramické superiontové vodiče - teorie superiontové vodivosti, - techniky studia transportu a kinetických vlastností superiorových vodičů - oxidové iontové vodiče (dopovaný oxid zirkoničitý, ceričitý a vizmutitý, pyrochlory, beta- alumina) - protonové vodiče (dopované zirkoničitany a ceričitany, beta-alumina) - zařízení využívající superiontové vodiče (senzory, elektrochemické reaktory, elektrochemické pumpy, palivové články, separátory kyslíku) 5. Feroelektrické keramické materiály - krystalová struktura a feroelektricita - dielektrika s vysokou permitivitou - pyroelektrická, piezoelektrická a elektrooptická zařízení, termistory 6. Ferimagnetické keramické materiály - krystalová struktura feritů - mikrostruktura a fyzikální chemie hranic zrn 7. Polovodivé polykrystalické keramické materiály - polovodivost a vliv hranic zrn - elektrostatické bariéry a transportní vlastnosti 8. Vysokoteplotní oxidové supravodiče - krystalové struktury (měďnaté a vizmutité perovskity) - vlastnosti kuprátů (supravodivost, teplota přechodu, kritické magnetické pole a kritická proudová hustota) 9. Biokeramické materiály pro lékařské aplikace - fyzikální vlastnosti a fyziologie kosti (mechanismus obnovy kostí, fyzikální vlastnosti kostí a chemické složení kostí) - kompatibilita mezi biokeramikou fyziologickým okolím) - materiály pro chirurgické aplikace: chirurgické slitiny, biolékařské polymery, bioskla, keramiky - oxid hlinitý, zirkoničitý a titaničitý, karbid křemíku, kompozitní hlinitá keramika, sialony, fosdorečnanové keramiky |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Swain M. (volume editor): Structure and properties of ceramics, vol.11 of Materials Science and Technology, WCH, Weinheim 1994 | ||||
2. Ravagoli A. and Krajewski: Bioceramics, Chapman and Hall, London 1992 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
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