Struktura a vlastnosti moderních materiálů (FSI-TVN)

Akademický rok 2025/2026
Garant: prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Znalosti získané v předmětech Úvod do materiálových věd a inženýrství – BUM a Teoretická mechanika a mechanika kontinua – TMM
Obsah předmětu (anotace):
 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Struktura ideálních krystalů a druhy vazeb, poruchy atomového uspořádání
Teorie deformace a lomu materiálů
Lomová mechanika
- cyklická plastická deformace
- mikromechanika lomů
Nanomateriály:
- uhlíková vlákna, nanovrstvy a nanotrubky
- magnetické nanomateriály
- ultrajemnozrnné materiály
Materiály s tvarovou pamětí: jev tvarové paměti, principy mechatronických aktuátorů
Kompozitní materiály: vláknové kompozity a lamináty, částicové kompozity
    Cvičení

Popis atomových vazeb, empirické meziatomové potenciály
Poruchy atomového uspořádání, teorie dislokací
Lomová mechanika:
- pole napětí a deformace na čele trhliny
- kvantitativní fraktografie únavového lomu
Nanomateriály a paměťové materiály :
- deformační mikromechanizmy ultrajemnozrnných materiálů

    Cvičení s počítačovou podporou

Modelování deformace a odezvy krystalů



  • modelování ideální krystalové struktury

  • semiempirické meziatomové potenciály

  • ab initio metody, molekulární dynamika


Vybraná pokročilá témata :



  • teoretická pevnost uhlíkových nanotrubek

  • elasticita ideálních krystalů

  • vibrační spektra molekul, vazebná energie
Literatura - základní:
1. J. Pokluda, F. Kroupa, L. Obdržálek, Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek, PC-DIR 1994
2. Kittel,C: Kittel′s Introduction to Solid State Physics 8th Edition, Wiley, 2018  
Literatura - doporučená:
1. BELLOUARD Y.: Microrobotics and Microdevices based on Shape-Memory Alloys. In: Smart Materials, Columbus, Ohio 2003, pp.620-644
2. Suresh S.: Fatigue of Materials. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 1998.
3. Pokluda J, Šandera P. Micromechanisms of Fracture and Fatigue. In a Multiscale Context. London, UK: Springer; 2010.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 3 Povinně volitelný 1 2 L
C-AKR-P prezenční studium CLS Předměty letního semestru -- zá,zk 3 Volitelný 1 1 L