Metody strukturní analýzy (FSI-WA1-A)

Akademický rok 2023/2024
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 vybraných základních metod pro analýzu struktury a fázového složení materiálů, včetně přípravy vzorků. Při praktických demonstracích metod získají studenti základní přehled o metodických postupech při řešení problémů a analýze výsledků.

Se získanými znalostmi má být student schopen zvolit odpovídající analytickou techniku pro řešení praktických problémů v materiálovém inženýrství.
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), mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB).
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:

Výuka probíhá s podporou e-learningového systému.

Povinná je účast ve cvičeních, případná absence je řešena individuálně, obvykle náhradním zadáním.

Zkouška je písemná formou elektronického testu. 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
- obrazová analýza
- laserová rastrovací konfokální mikroskopie (CLSM)
- společné prvky a funkční bloky elektronových mikroskopů
- interakce elektron-hmota
- rastrovací elektronová mikroskopie (SEM)
- přehled metod lokální analýzy chem. složení
- energiově disperzní spektroskopie (EDS)
- vlnově disperzní spektroskopie (WDS)
- postupy kvantifikace chem. složení metodami EDS a WDS
- mikroskopie fokusovaným svazkem iontů (FIB)
    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 Doporučený kurs 2 1 L