Keramické materiály (FSI-WPK)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Daniel Drdlík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Kurz Pokročilé keramické materiály, navazující na kurz Nekovové materiály má rozvinout znalosti studentů o přípravě, struktuře a vlastnostech nejvýznamnějších keramických materiálů. Přednášky poskytnou studentům teoretické základy i praktické informace o konkrétních aplikacích keramických materiálů.
Cílem kurzu je seznámit studenty především s keramickými materiály pro konstrukční, elektrotechnické a biolékařské aplikace z hlediska vztahů mezi strukturou keramických materiálů a jejich vlastnostmi.
Výstupy studia a kompetence:
Kurz Pokročilé keramické materiály, navazující na kurz Nekovové materiály má rozvinout znalosti studentů o přípravě, struktuře a vlastnostech nejvýznamnějších keramických materiálů. Přednášky poskytnou studentům teoretické základy i praktické informace o konkrétních aplikacích keramických materiálů.
Cílem kurzu je seznámit studenty především s keramickými materiály pro konstrukční, elektrotechnické a biolékařské aplikace z hlediska vztahů mezi strukturou keramických materiálů a jejich vlastnostmi.
Prerekvizity:
Studenti by měli absolvovat kurz Nekovové materiály a mít znalosti fyziky, chemické thermodynamiky, kinetiky a syntézy keramických materiálů na základní vysokoškolské úrovni.
Obsah předmětu (anotace):
Absolvent kurzu bude schopen aplikovat získané poznatky při řešení konkrétních problémů v průmyslové praxi, zejména problémů spojených s výběrem keramických materiálů pro specifické konstrukční aplikace. Kurz také poskytne studentům poznatky pro další specializované, např. doktorské studium.
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:
Podmínkou udělení zápočtu je přítomnost studenta ve všech cvičeních a splnění zadaných úkolů. Pokud student tuto podmínku nesplní, může mu být v odůvodněných případech stanoveno náhradní řešení.
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. Zkouška hodnotí teoretické znalosti a jejich praktické aplikace při řešení problemiky oboru. Je písemná a ústní; student absolvuje ústní zkoušku i v případě, že neuspěl v písemné části.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod-klasifikace keramických materiálů
2. Mechanické a tepelné vlastnosti keramických materiálů, jejich měření a tabelace
3. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti keramických materiálů, jejich měření a tabelace
4. Vliv doby, teploty a okolí na vlastnosti keramických materiálů
5. Konstruování s keramickými materiály-přístup k návrhu konstrukce, spojování, analýza porušení
6. Keramiky založené na oxidu hlinitém a složených oxidech -příprava, struktura, vlastnosti, aplikace, koroze
7. Keramiky založené na oxidu zirkoničitém-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace, koroze
8. Silikáty a fosforečnany-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace, koroze
9. Keramiky založené na karbidu křemíku-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace, koroze
10. Karbid boru, karbidy těžkých kovů a boridy-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace
11. Keramiky založené na nitridu křemíku-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace, koroze
12. Sialony, nitrid hlinitý, nitrid boru a nitridy přechodných kovů-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace
13. Perovskitové keramiky-příprava, struktura, vlastnosti, aplikace
    Laboratorní cvičení 1. Klasifikace keramických materiálů
2. Komplexní fázové diagramy významných keramických materiálů
3. Chemické chování keramických materiálů
4. Struktura a tabelované vlastnosti oxidu hlinitého
5. Struktura a tabelované vlastnosti oxidu zirkoničitého
6. Struktura a tabelované vlastnosti karbidu křemíku
7. Struktura a tabelované vlastnosti nitridu křemíku a sialonů
8-9. Měření mechanických vlastností keramických materiálů
10-11. Keramografie a struktura keramických materiálů I
12-13. Keramografie a struktura keramických materiálů II
Literatura - základní:
1. M.W.Barsoum: Fundamentals of Ceramics, IOP Publishing, London 2003
2. W.D.Kingery, H.K.Bowen, D.R. Uhlmann: Introduction to Ceramics,Wiley, New York 1976
3. D.W.Richerson: Modern Ceramic Engineering,Marcel Dekker,New York 1992
4. R.W.Cahn, P.Haasen, E.J.Kramer (Eds.): Materials Science and Technology, vol.11-Structure and Properties of Ceramics, WCH, Weinheim 1994
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 2 Z