C6750 Materiálová chemie kovů

Přírodovědecká fakulta
jaro 2022
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Pavel Brož, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Fyzikální chemie I. a II., Chemická struktura (C3140, C4020, C5020)
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 6 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získání znalostí o struktuře kovů a jejich slitin, jejich fyzikálních a chemických vlastnostech, přípravě, metodách jejich studia a použití v chemické a materiálové oblasti.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- orientovat se v oblasti struktury kovů, slitin a intermetalických sloučenin, jejich fyzikálních a chemických vlastnostech, přípravě, metodách jejich studia a použití v chemické a materiálové oblasti
- mít přehled o speciálních materiálech, jejich přípravě a vlastnostech
- vhodně volit metody zkoušení kovových materiálů a jejich přípravy
- využít těchto znalostí pro návrh nových materiálů
Osnova
  • 1. Úvod - materiálové vědy, materiálové inženýrství, hutnictví, materiálová chemie.Vztah struktury a vlastností kovů, jejich charakterizace.
  • 2. Základní typy struktury kovů (sc, bcc, fcc, hcp), poruchy ve struktuře kovů.
  • 3. Intermetalické sloučeniny - základní typy struktury, termodynamický popis, vlastnosti, příklady.
  • 4. Struktura a vlastnosti kovů I. -vlastnosti elektrické (polovodiče, supravodiče) - vlastnosti magnetické(feromagnetika, diamagnetika) - vlastnosti mechanické (pevnost, tažnost).
  • 5. Struktura a vlastnosti kovů II. - vlastnosti optické (odrazivost, barva) - vlastnosti tepelné (tepelná kapacita) - vlastnosti korozní (korozní odolnost) - vlastnosti chemické (katalýza reakcí).
  • 6. Metody zkoušení kovů - chemické, fyzikální, fyzikálně chemické, strukturní, mechanické, technologické.
  • 7. Základy výroby kovů, rafinace kovů,označování čistoty, vliv nečistot na vlastnosti kovů. - sorpční rafinační procesy - extrakční rafinační procesy, rozdělovací rovnováha.
  • 8. Krystalizace kovů - rovnováha tuhá látka-kapalina, způsoby přípravy a vlastnosti mono-krystalů, whiskery a jejich pevnost, růst nové fáze, difúze, směrová krystalizace, výpočty fázových rovnováh, základní typy fázových diagramů.
  • 9. Elektrochemická příprava kovů a jejich slitin.
  • 10. Tenké kovové filmy, jejich příprava a vlastnosti, transportní procesy v přípravě kovů metody CVD, PVD, MBE, plazmatické nástřiky.
  • 11. Speciální materiály příprava a vlastnosti. - Kovové kompozity, porézní kovy - Nanokrystalické kovové materiály - Nekrystalické kovové materiály (kovová skla).
  • 12. Základní typy železných slitin: litina, ocel, třídy materiálů, legované oceli, Fe-C fázový diagram, ovlivňování struktury ocele tepelné zpracování.
  • 13. Základní typy neželezných slitin. - pájky, slitiny lehkých kovů (Al, Mg) - slitiny se střední teplotou tání (Cu, Zn) - slitiny s vysokou teplotou tání (Ti).
  • 14. Svařování kovů, slinuté kovy a kovové soustavy: prášková metalurgie.
Literatura
  • 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
  • BARRETT, C. S. Struktura kovů : krystalografické metody, principy a údaje. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1959, 658 s. URL info
  • PÍŠEK, František. Nauka o materiálu. Edited by Přemysl Ryš - Mojmír Cenek. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1957, 754 s. info
  • PÍŠEK, František. Nauka o materiálu. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1959, 658 s. URL info
  • PÍŠEK, František a Ladislav JENÍČEK. Nauka o materiálu. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1962, 455 s. URL info
  • SAUNDERS, Nigel a Peter A. MIODOWNIK. Calphad :calculation of phase diagrams : a comprehensive guide. Oxford: Pergamon, 1998, xvi, 479 s. ISBN 0-08-042129-6. info
Výukové metody
Teoretická příprava formou přednášek s použitím mnoha příkladů z praxe.
Metody hodnocení
Výuka probíhá týdně a ukončení je ústní zkouškou.
Informace učitele
K úspěšnému ukončení předmětu se požaduje znalost výše uvedené látky. Hlavní okruhy otázek: Struktura kovů, poruchy ve struktuře. Intermetalické sloučeniny. Struktura a vlastnosti kovů. Metody zkoušení kovů. Metody výroby kovů. Speciální materiály. Základní typy železných a neželezných kovů a slitin. Znalosti a praktické dovednosti, které by měl student nabýt absolvováním předmětu: Student bude schopen se orientovat v problémech chemie kovových materiálů, jejich struktury, přípravy a vlastností.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.