Úvod do materiálových věd a inženýrství (FSI-BUM)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):

Kurz využívá vybrané poznatky z fyziky, chemie, fyzikální chemie a matematiky. Jeho náplní je výklad o vnitřní stavbě látek, krystalické struktuře pevných látek, krystalické mřížce a jejich charakteristikách. Dále je studována termodynamika materiálů, difúze, rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti. Deformační a lomové chování materiálů, mechanismy zpevňování a odpevňování, strukturní charakteristiky, mechanické charakteristiky při statickém, rázovém a cyklickém namáhání. Probrané mechanizmy jsou dále prezentovány na skupinách materiálů podle jejich základních aplikačních charakteristik.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Hodnocení předmetu je bodové dle ECTS, celkový maximální zisk je 100 bodů. Ze cvičení lze získat maximálne dvacet bodů, ze zkoušky lze získat maximálně 80 bodů. 

Podmínky udělení zápočtu. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení na základě domácí přípravy na cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Příprava na cvičení je kontrolována  dvěma zápočtovými písemkami.Oba tyto testy musí student úspěšně absolvovat. Opravovat lze v náhradním termínu pouze jeden z těchto testů.

Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Struktura hmoty

  2. Termodynamika a popis rovnováh

  3. Kinetika a fázové diagramy

  4. Diagramy s polymorfní přeměnou

  5. Tuhnutí, krystalizace

  6. Reakce v tuhém stavu

  7. Mechanické vlastnosti I

  8. Mechanické vlastnosti II

  9. Mechanické vlastnosti III

  10. Konstrukční materiály, kovy

  11. Nekovové anorganické konstrukční materiály.

  12. Organické konstrukční materiály

  13. Degradační procesy

  14. Další fyzikální vlastnosti materiálů, analytické techniky materiálového inženýrství
    Laboratorní cvičení

  1. Mikroskopie

  2. Materiálografie

  3. Krystalografie

  4. Rovnovážné fázové diagramy 1

  5. Termická analýza

  6. Rovnovážné fázové diagramy 2

  7. Rovnovážné fázové diagramy 3

  8. Diagram metastabilní soustavy Fe-Fe₃C

  9. Tahová zkouška

  10. Zkoušky tvrdosti

  11. Zkouška rázem v ohybu

  12. Degradační procesy – únava

  13. Shrnutí – komplexní analýza konstrukčních materiálů
Literatura - základní:
1. Ashby, F. M. - Jones, D. R. H. Engineering Materials I, II Pergamon Press Ltd.,England, 1989 
1. Callister,W.D. (Jr.) Material Science and Engineering, An Introduction.John Wiley Ions, Inc., New York, 1994; 2003
2. OHRING, M. Engineering Materials Science.
3. DOWLING, E.N. Mechanical Behavior of Materials.
Literatura - doporučená:
1. ASKELAND, Donald R., et al. The science and engineering of materials. 2003.
2. PTÁČEK L., A KOLEKTIV. Nauka o materiálu I. CERM, Brno, 2003.
3. PLUHAŘ, J. A KOLEKTIV. Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-MAI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-STR-P prezenční studium AIŘ Aplikovaná informatika a řízení -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-STR-P prezenční studium KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-STR-P prezenční studium SSZ Stavba strojů a zařízení -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-STR-P prezenční studium STG Strojírenská technologie -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-ZSI-P prezenční studium STI Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-ZSI-P prezenční studium MTI Materiálové inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-PDS-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
B-PRP-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
DES_B prezenční studium --- bez specializace APD Ateliér produktového designu zá,zk 6 Volitelný 1 1 L
DES_B prezenční studium --- bez specializace APD Ateliér produktového designu zá,zk 6 Volitelný 1 2 L
DES_B prezenční studium --- bez specializace APD Ateliér produktového designu zá,zk 6 Volitelný 1 3 L
C-AKR-P prezenční studium CLS Předměty letního semestru -- zá,zk 6 Volitelný 1 1 L