Metody strukturní analýzy (FSI-WA1-A)

Akademický rok 2022/2023

Garant:	Ing. Ondřej Man, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚMVI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	angličtina
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je poskytnout studentům přehled a teoretické znalosti o principech všech základních metod pro strukturní a fázovou analýzu (fyzikální principy metod, parametry přístrojů, aplikační šíře metod atd), včetně přípravy vzorků. Při praktických demonstracích metod získají studenti základní přehled o metodických postupech při řešení problémů a analýze výsledků.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost principů, aplikačních možností a omezení základních metod strukturní a fázové analýzy, včetně postupů odběru a přípravy vzorků. Se získanými znalostmi má být student schopen zvolit odpovídající analytickou techniku pro řešení praktických problémů v materiálovém inženýrství.
Prerekvizity:
Nezbytné jsou základní znalosti obecné fyziky (mechaniky, elektřiny, magnetismu a kvantové teorie) a matematiky (diferenciání a integrální počet, matice, statistika) na úrovni poskytované v průběhu bakalářského studia. Dále jsou nutné znalosti z fyziké pevné fáze a krystalografie (krystalové soustavy/mřížky, reciproký prostor, kinematická a dynamická teorie difrakce, pólový diagram, základní stereografický trojúhelník).
Obsah předmětu (anotace):
Výuka pokrývá do různé hloubky tato témata: světelná mikroskopie, obrazová analýza, laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM), společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů, interakce elektron-hmota, rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), speciální techniky v SEM, přehled metod lokální analýzy chem. složení, energiově disperzní spektroskopie (EDS), vlnově disperzní spektroskopie (WDS), RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF, katodoluminiscenční spektroskopie (CL), difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD), mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB), transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), metody přípravy vzorků pro SEM a TEM, difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané techniky. Výuka je doplněna praktickými demonstracemi.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška je písemná a ústní, pro udělení zápočtu je nezbytné vypracování zadaných projektů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Povinná je účast ve cvičeních, případná absence je řešena individuálně, obvykle náhradním zadáním.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	13 × 3 hod.	nepovinná
Laboratorní cvičení	13 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Přednáška	Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí (skutečné pořadí se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky): - světelná mikroskopie (opakování a prohloubení základů z předmětu Úvod do materiálových věd a inženýrství - BUM) - obrazová analýza - laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM) - společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů - interakce elektron-hmota - rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) - speciální techniky v SEM, SEM s vysokým rozlišením - přehled metod lokální analýzy chem. složení - energiově disperzní spektroskopie (EDS) - vlnově disperzní spektroskopie (WDS) - postupy kvantifikace chem. složení metodami EDS a WDS - RTG fluorescenční spektroskopie (XRF) a mikro XRF - katodoluminiscenční spektroskopie (CL) - difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD) - mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB) - transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM) - spektroskopické techniky v TEM/STEM - metody přípravy vzorků pro SEM a TEM - difrakční a rozptylové techniky využívající RTG záření (XRD)

Laboratorní cvičení	Témata předmětu budou probírána v následujícím přibližném pořadí. Skutečné pořadí, případně seskupování témat, se řídí organizačními možnostmi při pořádání praktické výuky: - světelná mikroskopie a obrazová analýza - laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM) - rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) - energiově a vlnově disperzní spektroskopie (EDS, WDS) - difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD) - mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB) - transmisní elektronová mikroskopie rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM, STEM), spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS) a EDS v TEM - metody přípravy vzorků pro SEM a TEM - difrakce RTG záření (XRD), určování fázového složení

Literatura - základní:
1. D.Brandon,W.D.Kaplan: Microstructural Character.of Materials, , 0
2. Goldstein et all: Scanning Electron Microscopy and Microanalysis, , 0
3. web UMVI-OSFA(FSI)
Literatura - doporučená:
1. P.E.J.Flewitt,R.K.Wild: Physical Methods for Materials Characterisation, , 0
2. web FSI UMVI-OSFA

Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program	Forma	Obor	Spec.	Typ ukončení	Kredity	Povinnost	St.	Roč.	Semestr
N-ENG-Z	příjezd na krátkodobý studijní pobyt	--- bez specializace	--	zá,zk	5	Volitelný	2	1	L