C9135 Advanced Methods of Materials Study

Faculty of Science
Spring 2016
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (plus extra credits for completion). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D. (lecturer)
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D.
Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Supplier department: Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
Student získá přehled o pokročilých metodách používaných pro studium materiálů a o nejnovějších přístupech v oblasti materiálového výzkumu. Bude mít znalost o moderních experimentálních postupech získávání informací o zkoumaném materiálu a o metodách teoretického popisu vlastností a chování materiálu. Bude mu představena široká škála metod, jako je např. skenovací a transmisní elektronová mikroskopie, vysokorozlišovací transmisní elektronová spektroskopie, vysokoteplotní hmotnostní spektrometrie, mikroskopie atomárních sil nebo nukleární magnetická rezonanční spektroskopie a ukázány a vysvětleny současné metody teoretického popisu a výpočtu strukturních parametrů, symetrie, termodynamických a mechanických vlastností a fázových diagramů komplexních soustav (výpočty elektronové struktury a semiempirická metoda CALPHAD). Studenti budou schopni navrhnout vhodné postupy pro výzkum materiálů.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Úvod: Druhy materiálů. Experimentální a teoretické studium materiálů. 2. Krystalografie. Krystalová struktura materiálu a její popis, symetrie, uspořádanost, typy fází. 3. Termodynamický popis soustav. Fázové diagramy. Metoda CALPHAD pro výpočet termodynamických vlastností a fázových diagramů. Souvislosti mezi krystalovou strukturou a termodynamikou. 4. Metody experimentální termodynamiky a fázové analýzy. Definice, rozdělení, příklady. 5. Moessbauerova spektroskopie. 6. Difrakční metody. RTG, neutronová a elektronová difrakce. Skenovací elektronová mikroskopie a transmisní elektronová mikroskopie. 7. Fotoelektronová a Augerova spektroskopie. Roentgenová fluorescenční analýza. 8. Vysokoteplotní hmotnostní spektrometrie. Přímý vstup a Knudsenova efúzní hmotnostní spektrometrie. 9. Elektronová spektroskopie. Mikroskopie atomárních sil a tunelovací mikroskopie. 10. Metody měření magnetických vlastností. Elektronová paramagnetická rezonanční spektroskopie. 11. Nukleární magnetická rezonanční spektroskopie. 12. Metody termické analýzy. Termická analýza, diferenční termická analýza, diferenční skenovací kalorimetrie. Termogravimetrie. 13. Metody měření optických, elektrických a mechanických vlastností. 14. Ab initio metody. Rovnovážné stavy. Mechanické vlastnosti a pevnost. Tvorné energie, fázové transformace. Poruchy mřížek, difúzní bariery, povrchy a rozhraní.
Literature
    recommended literature
  • J. Drowart, C. Chatillon, J. Hastie, D. Bonnell, High-temperature mass spectrometry: Instrumental techniques, ionization cross-sections, pressure measurements, and thermodynamic data, Pure Appl. Chem. 77 (2005) 683.
  • GIUSTINO, Feliciano. Materials modelling using density functional theory : properties and predictions. Oxford: Oxford University Press, 2014, xiv, 286. ISBN 9780199662432. info
  • ATKINS, P. W. and Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 9th ed. Oxford: Oxford University Press, 2010, xxxii, 972. ISBN 9780199543373. info
  • JENSEN, Frank. Introduction to computational chemistry. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2007, xx, 599. ISBN 9780470011874. info
  • CALLISTER, William D. Fundamentals of materials science and engineering : an interactive e.text. 5th ed. New York: John Wiley & Sons, 2001, xxi, 524 s. ISBN 0-471-39551-X. info
  • SAUNDERS, Nigel and Peter A. MIODOWNIK. Calphad : calculation of phase diagrams : a comprehensive guide. Oxford: Pergamon, 1998, xvi, 479. ISBN 0080421296. info
Language of instruction
Czech
The course is also listed under the following terms Spring 2017, spring 2018, Spring 2020, Spring 2021, Spring 2022, Spring 2023.
  • Enrolment Statistics (Spring 2016, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2016/C9135