Osnova témat

  • NAUKA O MATERIÁLU

    Sbalit vše Rozbalit vše


    • Cílem předmětu je seznámit studenty se základními typy materiálů a jejich vlastnostmi, použitím i dostupností na trhu. Studenti se seznámí jak s klasickými kovovými materiály pro strojírenství, tak s materiály na bázi polymerů či s nekovovými anorganickými materiály jako jsou keramika, skla či matriály pro stavební průmysl. Pozornost bude také věnována přírodním materiálům, nanomateriálům a materiálům složeným – kompozitům. Materiály budou představeny z hlediska chemického složení, struktury, specifických vlastností, které je předurčují k vybraným aplikacím i z hlediska možnosti jejich recyklace.

      Studenti se v rámci předmětu naučí řešit problémy spojené s návrhem a optimalizací materiálových potřeb různých  aplikací v podnicích zabývajících se výrobou, distribucí či poskytováním logistických služeb.

       

      Přednášky (témata):

      1. Úvod do materiálů, historie, struktura materiálů (podstata materiálů, vývoj používání materiálů člověkem, rozdělení materiálů - přírodní, syntetické, organické, anorganické, kovové a nekovové materiály, základní vlastnosti materiálů, krystalová struktura, tuhé roztoky, difůze, fázové diagramy)
      2. Kovy na bázi Fe-C (základní charakteristika, použití, struktura, rozdělení ocelí a litin, rovnovážný binární diagram)
      3. Tepelné zpracování kovových materiálů na bázi Fe-C (druhy a význam tepelného a chemicko-tepelného zpracování, fázové přeměny, IRA, ARA diagramy, recyklace kovů na bázi Fe-C)
      4. Neželezné kovy I (rozdělení neželezných kovů dle objemové hmotnosti a teploty tání, hliník a jeho slitiny, lithium, titan, měď a jeho slitiny, další významné kovy dle použití, recyklace, ekonomické zhodnocení)
      5. Keramické materiály a skla (vlastnosti nekovových anorganických materiálů, suroviny, tradiční keramika a její výroba, nekovová a kovová skla a jejich výroba)
      6. Pokročilá keramika a speciální materiály (druhy technické keramiky, způsoby výroby a použití, speciální keramické materiály, materiály na bázi uhlíku)
      7. Geopolymery a stavební materiály (suroviny, složení a příprava geopolymerů, vlastnosti a použití geopolymerů, základní stavební materiály, vliv na emise CO2))
      8. Kompozitní materiály (historie, struktura kompozitních materiálů, použití a recyklace, ekonomické zhodnocení)
      9. Plasty a recyklace (rozdělení plastů, základy petrochemie, vlastnosti, třídění, mechanická a chemická recyklace)
      10. Přírodní materiály (využití přírodních materiálů, dřevo, minerály a jíly, přírodní vlákna, využití přírodních struktur v moderních materiálech)
      11. Nanomateriály a tenké vrstvy (co jsou nanomateriály, práškové a vláknité materiály, tenké vrstvy a jejich příprava, použití, ekonomické a ekologické zhodnocení)
      12. Textilní materiály (suroviny, textilní materiály na bázi přírodních a syntetických vláken, tkané textilie, netkané textilie, recyklace, úpravy textilií)
      13. Vlastnosti materiálů a jejich měření (mechanické vlastnosti – pevnost v tahu, tlaku, ohybem, tvrdost, otěruvzdornost), fyzikální – tepelná vodivost, …)
      14. Metody charakterizace materiálů – chemické složení (XRF, ICP-OS, SEM-EDS, FTIR), strukturní složení (XRD) a morfologie a vlastnosti povrchu (SEM, AFM, BET, Hg porozimetrie)

      Semináře (témata):

      1. Úvod, bezpečnost práce, organizace cvičení (rozdělení úloh „materiálové detektivky“ do dvojic – studenti si vyberou výrobek z „černé krabice“ a budou připravovat referáty ohledně materiálu, vlastnostech, dostupnosti materiálu, surovinách a jeho výrobě, kalkulaci, použití výrobku a jeho recyklaci)
      2. Ocel a ocelový výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      3. Litina a litinový výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      4. Slitiny hliníku a hliníkový výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      5. Slitiny mědi a výrobek z nich (bronzový či mosazný výrobek - prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      6. Tradiční keramika a keramický výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      7. Technická keramika a výrobek z ní (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      8. Sklo a skleněný výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      9. Stavební materiál a výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      10. Kompozitní materiály a výrobek z kompozitu (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      11. Plasty a plastový výrobek 1 (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      12. Plasty a plastový výrobek 2 (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      13. Tenké vrstvy a povlakovaný výrobek (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)
      14. Textilní materiály – technická textilie (prezentace studentů 30 min., ukázka správné interpretace 30 min., společná rozprava 30 min.)

  • 1. Úvod do materiálů, historie, struktura materiálů

    • Úvod do materiálů, historie, struktura materiálů (podstata materiálů, vývoj používání materiálů člověkem, rozdělení materiálů - přírodní, syntetické, organické, anorganické, kovové a nekovové materiály, základní vlastnosti materiálů, krystalová struktura, tuhé roztoky, difůze, fázové diagramy)

    • ikona Složka
      PDF_01_Uvod Složka

      rozpracováno

  • 2. Kovy na bázi Fe-C

    • Kovy na bázi Fe-C (základní charakteristika, použití, struktura, rozdělení ocelí a litin, rovnovážný binární diagram)

  • 3. Tepelné zpracování kovových materiálů na bázi Fe-C

    • Tepelné zpracování kovových materiálů na bázi Fe-C (druhy a význam tepelného a chemicko-tepelného zpracování, fázové přeměny, IRA, ARA diagramy, recyklace kovů na bázi Fe-C)

  • 4. Neželezné kovy a polokovy

    • Neželezné kovy I (rozdělení neželezných kovů dle objemové hmotnosti a teploty tání, hliník a jeho slitiny, lithium, titan, měď a jeho slitiny, další významné kovy dle použití, recyklace, ekonomické zhodnocení)

  • 5. Kompozitní materiály

    • Kompozitní materiály (historie, struktura kompozitních materiálů, použití a recyklace, ekonomické zhodnocení)

  • 6. Keramika - tradiční keramické materiály a skla

    • Keramika - tradiční keramické materiály a skla (vlastnosti nekovových anorganických materiálů, suroviny, tradiční keramika a její výroba, nekovová a kovová skla a jejich výroba)

    • ikona Složka
      PDF_06_Keramické materiály a skla Složka

      rozpracováno

  • 7. Pokročilá keramika a speciální materiály

    • Pokročilá keramika a speciální materiály (druhy technické keramiky, způsoby výroby a použití, speciální keramické materiály, materiály na bázi uhlíku)

    • ikona Složka
      PDF_07_Pokročilá keramika a speciální materiály Složka

      rozpracovano

  • 8. Geopolymery a stavební materiály

    • Geopolymery a stavební materiály (suroviny, složení a příprava geopolymerů, vlastnosti a použití geopolymerů, základní stavební materiály, vliv na emise CO2))

    • ikona Složka
      PDF_08_Geopolymery a stavebni materiály Složka

      rozpracováno

  • 9. Plasty a recyklace

    • Plasty a recyklace (rozdělení plastů, základy petrochemie, vlastnosti, třídění, mechanická a chemická recyklace)

  • 10. Přírodní materiály

    • Přírodní materiály (využití přírodních materiálů, dřevo, minerály a jíly, přírodní vlákna, využití přírodních struktur v moderních materiálech)

  • 11. Nanomateriály a tenké vrstvy

    • Nanomateriály a tenké vrstvy (co jsou nanomateriály, práškové a vláknité materiály, tenké vrstvy a jejich příprava, použití, ekonomické a ekologické zhodnocení)

  • 12. Textilní materiály

    • Textilní materiály (suroviny, textilní materiály na bázi přírodních a syntetických vláken, tkané textilie, netkané textilie, recyklace, úpravy textilií)

  • 13. Vlastnosti materiálů a jejich měření

    • Vlastnosti materiálů a jejich měření (mechanické vlastnosti – pevnost v tahu, tlaku, ohybem, tvrdost, otěruvzdornost, fyzikální – tepelná vodivost, …)

  • 14. Metody charakterizace materiálů

    • Metody charakterizace materiálů – chemické složení (XRF, ICP-OS, SEM-EDS, FTIR), strukturní složení (XRD) a morfologie a vlastnosti povrchu (SEM, AFM, BET, Hg porozimetrie)

  • Téma 15

  • Téma 16