Informace o předmětu

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 8:00–9:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 8:00–9:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 8:00–9:50 prace doma

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 14:00–15:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Studenti získají schopnost zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 19 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu umět: - používat termodynamické funkce k popisu chování směsných soustav. - číst a rozumět fázovým diagramům - používat základní experimentální metody experimentálního studia fázových rovnováh. - používat reálné fázové diagram pro praktické aplikace v laboratorních a technologických podmínkách. - porozumí difúzí řízeným dějům a transformacím v materiálech.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza, křivky chladnutí. Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět alternuje k přednášce C6335 Nanočástice. Tj koná se obvykle v lichý rok.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 19 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět alternuje k přednášce C6335 Nanočástice. Tj koná se obvykle v lichý rok.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 19. 9. až Ne 18. 12. Čt 8:00–9:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 19 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouškou. Pro úspěšné hodnocení by měl student prokázat znalost alespoň 50% obsahu přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Út 13:00–14:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis, 2008, xv, 618. ISBN 9781591690436. 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Výukové metody

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouška. Úspěšné hodnocení by měl prokázat znalost alespoň 50% přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 10:00–11:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Po absolvování tohoto předmětu by student měl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouška. Úspěšné hodnocení by měl prokázat znalost alespoň 50% přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 12:00–13:50 C12/311

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Po absolvování tohoto předmětu by student měl zvládat řešení problémů fázových a chemických rovnovah. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty fázových rovnovah materiálů na bázi kovů a slitin.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky. Diskuse ve skupině.

Metody hodnocení

Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouška. Úspěšné hodnocení by měl prokázat znalost alespoň 50% přednášek.

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Další komentáře

Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Rozsah

2/0/0. 3 kr. Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 25 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Fázové diagramy. Výpočty a předpovědi fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Vliv difúze a nukleace na dosažení rovnovážného stavu. Teorie fázových rovnováh v reálných soustavách. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh.

Osnova

• Termodynamické základy teorie fázových rovnováh: Termodynamické stavové funkce soustavy, Gibbsova energie soustavy a její vlastnosti, molární a parciální molární veličiny, závislost Gibbsovy energie čistých složek na teplotě a tlaku. Termodynamika mísení, stavové chování směsi: vyjádření složení směsi, Gibbsova-Duhemova rovnice, závislost Gibbsovy energie reálné soustavy na teplotě, tlaku a složení soustavy, aktivitní koeficienty, dodatkové funkce, mg. příspěvek, fázové pravidlo a stabilita fází. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Termodynamická podmínka stability fázové rovnováhy: Kritéria rovnováhy: diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Fázové diagramy heterogenních soustav, základní typy fázových, diagramů, geometrická termodynamika, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic.Výpočty a predikce fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu: Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. Nukleace fází. Simulace difůzních procesů v heterogenních soustavách. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Zdroje dat a jejich přesnost. Reálné fázové rovnováhy: Hranice fázových oblastí jednosložkových soustav: stavové chování čisté látky, standardní stavy. Fázové rovnováhy v binárních soustavách: rovnováha kapalina-pára, kapalina-kapalina, směsi těkavých kapalin, destilace, pásmové čistění, roztoky netěkavých látek, koligativní vlastnosti, rovnováha kapalina-pevná látka a pevná látka-pevná látka. Fázové diagramy s neomezenou rozpustností v tuhé fázi, s částečnou a úplnou nerozpustností v tuhé fázi a s intermetalickými sloučeninami. Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách, řezy fázovými diagramy. Příklady výpočtů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných systémech. Výpočty chemických rovnováh: Rovnovážná konstanta, homogenní systém, reakční koordináta, reakce v plynné fázi a v heterogenní soustavě. Algoritmy výpočtu chemických rovnováh.. Příklady výpočtů chemických rovnováh.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Informace učitele

Doporučená literatura: o N. Saunders, A. P. Miodovnik: CALPHAD (calculation of phase diagram) - A Comprehensive Guide, Elsevier Science, Amsterdam (1998). o Porter D. A., Easterling K. E. : Phase transformations in Metals and Alloys, The Thetford Press Ltd. (1986), Englang o Kirkaldy, J. S.; Young, D. J. : Diffusion in the Condensed State, The Institute of Metals, London (1985). o Atkins P.W.: Physical Chemistry, Oxford Univ.Press, Oxford 1990 o Leitner a kol.: Fázové rovnováhy, scripta VŠChT Praha o Holub R., Voňka P.: Chemická rovnováha heterogenních a kondenzovaných soustav, Academia Praha 1985 o Vřešťál J., Kuchař L.: Hutnické Listy, vol 45, yr 1990, 286 o Dinsdale A.T.: Calphad, vol 15,yr 1991, 317

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Rozsah

2/0/0. 3 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 16 mateřských oborů, zobrazit

Osnova

• Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Fázové diagramy. Výpočty a předpovědi fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Vliv difúze a nukleace na dosažení rovnovážného stavu. Teorie fázových rovnováh v reálných soustavách. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Informace učitele

Přednáška se vždy koná v jarním semestru každého sudeho roku. V liché roky se koná pouze po dohodě s přednášejícím.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Předmět se v období podzim 2005 nevypisuje.

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• 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

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Předmět se v období jaro 2004 nevypisuje.

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k, kz, z, -.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška rozšiřuje znalosti studentů o nukleaci, kinetice a vzniku stabilních a metastabilních rovnováh.

Osnova

• Základní pojmy: soustava, složka, fáze, fázový diagram,... Fázová pravidla. Geometrie fázových diagramů. Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Termodynamické modely popisu neideálních fází. Metody výpočtu a předpovědi fázových diagramů. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Nukleace fází. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Vliv difúze na dosažení rovnovážného stavu. Aplikace teorie fázových rovnováh na v reálné soustavy. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh. Aplikace v materiálové inženýrství a technologii.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Poznámka k periodicitě výuky: v podzimním semestru.
Výuka probíhá každý týden.
Je vhodné, aby zájemci mimo Př.fak.MU kontaktovali vyučujícího předem.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Předmět se v období jaro 2003 nevypisuje.

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 25 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška rozšiřuje znalosti studentů o nukleaci, kinetice a vzniku stabilních a metastabilních rovnováh.

Osnova

• Základní pojmy: soustava, složka, fáze, fázový diagram,... Fázová pravidla. Geometrie fázových diagramů. Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Termodynamické modely popisu neideálních fází. Metody výpočtu a předpovědi fázových diagramů. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Nukleace fází. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Vliv difúze na dosažení rovnovážného stavu. Aplikace teorie fázových rovnováh na v reálné soustavy. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh. Aplikace v materiálové inženýrství a technologii.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Předmět se v období jaro 2001 nevypisuje.

Rozsah

2/0/0. 3 kr. Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 25 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Fázové diagramy. Výpočty a předpovědi fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Vliv difúze a nukleace na dosažení rovnovážného stavu. Teorie fázových rovnováh v reálných soustavách. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
v a.r.01/02.

C6730 Fázové rovnováhy

Údaje z období podzim 2011 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
• Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH) (2)

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Poznámka k periodicitě výuky: v podzimním semestru lichého roku.
Výuka probíhá každý týden.
Přednáška alternuje k předmětu C6335 Nanočástice.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 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

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

C6730 Fázové rovnováhy

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.

Předpoklady

Doporučena znalost fyzikální chemie a matematiky (například v rozsahu studia na Přírodovědecké fakultě MU nebo VUT).

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 22 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Přednáška je určena zejména pro posluchače chemie a materiálového inženýrství. Obsahem jsou zejména následující témata: termodynamika vícesložkových neideálních soustav, podmínky nutné pro koexistencí fází, fázové diagramy, fázové transformace, kinetika vzniku a zániku fází, difúze v tuhé fázi, termická analýza a její aplikace, metody výpočtů a predikcí fázových diagramů a možnosti kinetických simulací. Témata jsou doplněna o praktické příklady (nap. rektifikace, extrakce, tepelné zpracování materiálů, separace, mikrostruktura materiálů, nukleační mechanismy, optimalizace mechanických vlastnosti a materiálový design, materiálová životnost, ). Získané znalosti umožují posluchačům správně porozumět a kvalifikovaně řešit výraznou skupinu praktických problémů, které se objevují v chemické laboratoři, technologické praxi i při přípravě nových materiálů.

Osnova

• 1. Základní pojmy. Termodynamické stavové funkce čisté látky a vícesložkové směsi. Standardní stavy. Fázová terminologie. Gibbsova-Duhemova rovnice. Gibbsova energie reálné soustavy, dodatkové funkce. 2. Uspořádání fází a jejich krystalová mřížka. Mížkové defekty. Termodynamika stechiometrických a nestechiometrických fází a chemických sloučenin. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Fázové pravidlo a stabilita fází. 3. Gigsova energie soustavy, chemický potenciál a aktivita. Diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Vznik fázové rovnováhy. 4. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Výpočty a predikce fázových diagramů. Metody, programy a databáze pro výpočty fázových rovnováh. Metoda CALPHAD. 5. Fázové diagramy. Základní typy fázových diagramů, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic. Řezy fázovými diagramy. Použití fázových diagramů. 6. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Termická analýza (křivky chladnutí, DTA, DSC, ...). Zdroje dat a jejich přesnost. 7. Reálné fázové rovnováhy: jednosložkové soustavy, binární soustavy (koexistence kapalné, plynné a tuhé fáze, směsi těkavých kapalin, destilace, sublimace, roztoky, ). Fázové diagramy vícesložkových soustav (koexistence tuhých fází, extrakce, odstraňování nečistot, chemické sloučeniny ve fázových diagramech, intermetalika, ). 8. Příklady výpotů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných soustavách. Souvislosti mezi fázovými, fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. 9. Fázové transformace. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. 10. Difúze: Základní pojmy. Atomární mechanismy difúze. Fickovy zákony. Okrajové podmínky. Analytické a numerické řešení difúzních rovnic. 11. Difúze v reálných soustavách. Atomární mobilita, látkové toky, kinetický a termodynamický faktor difúze. 12. Difúzně řízené fázové transformace. Heterogenní reálné soustavy. Difúze a rovnováha za vysokých a nízkých teplot. Simulační výpočetní programy (DICTRA). 13. Fázové rovnováhy a difúzí řízené děje v chemické laboratoři a technologické praxi: Hrubnutí a rozpouštění fází, optimalizace technologického zpracování materiálů, homogenizace, nitridace, stabilita svarů, ochranné vrstvy, transformaních diagramy,...

Literatura

• 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
• PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol, 1981, 445 s. ISBN 0-442-30439-0. info

Informace učitele

Přednáška je určena pro posluchače Přírodovědecké fakulty MU. Je však navštěvována i posluchači materiálových oborů VUT.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (nejnovější)