C8965 Rovnovážné stavy a fázové transformace materiálů

Přírodovědecká fakulta
podzim 2018
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
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). Úspěšné ukončení přednášky C6730 Fázové rovnováhy nebo jejího ekvivalentu na jiné vysoké šklole.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je, aby student uměl zvládat řešení problémů rovnovážných stavů a kinetiky fázových přeměn v materiálech. Současně student získá znalosti o tom jak funguji SW pro výpočty rovnovážných stavů (fázové diagramy) a kinetiky fázových přeměn materiálů na bázi kovů a slitin.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen: - používat pokročilou termodynamiku pro popis materiálů. - používat moderní pradikční a výpočtové metody (CALPHAD) k získávání fázových diagram technických material. - používat a rozumět fázově transformačním diagramům materialů. - umět navrhovat přípravu a tepelné zpracování materialů. - posoudit vhodné experimentální techniky pro charakterizaci materialů. - předpovídat difúzní a transformační chování materiálů.
Osnova
  • 1. Úvod a základní termodynamika směsí. Pokročilá rovnovážná termodynamika materiálů. 2. Podmínky fázové rovnováhy vícesložkových soustav. 3. Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, výpočty a predikce fázových diagramů. Aplikace výpočtové termodynamiky na popis rovnovážných stavů v materiálech. Metoda CALPHAD. 4. Difúze a kinetické jevy v materiálech. Difúzní a nukleační mechanismy fázových transformací. Mezifázová rozhraní a mikrostruktura. 5. Transformační diagramy materiálů (TTT a CCT diagramy). 6. Tepelné zpracování materiálů. 7. Pokročilé metody studia fázových přeměn. Pokročilá termická analýza (TGA, DTA, DSC, ...). Použití elektronové mikroskopie, difrakčních metod,atd. v materiálovém výzkumu. 8. Krystalizace a tání. 9. Fázové transformace v tuhém stavu, difúzí řízené fázové transformace (DICTRA), masivní transformace. 10. Bezdifúzní fázové přeměny. Simulace difúzí řízených fázových přeměn. 11. Fázové transformace materiálů na bázi železa. 12. Neželezné slitiny, speciální materiály.
Literatura
  • GASKELL, David R. Introduction to the thermodynamics of materials. 5th ed. New York: Taylor & Francis. xv, 618. ISBN 9781591690436. 2008. info
  • SAUNDERS, Nigel a Peter A. MIODOWNIK. Calphad :calculation of phase diagrams : a comprehensive guide. Oxford: Pergamon. xvi, 479 s. ISBN 0-08-042129-6. 1998. info
  • PORTER, David A. Phase Transfformations in Metal and Alloys. New York: Van Nostrand Reinhol. 445 s. ISBN 0-442-30439-0. 1981. info
  • ROQUE-MALHERBE, Rolando M. A. The physical chemistry of materials : energy and environmental applications. Boca Raton: CRC Press. xxi, 500. ISBN 9781420082722. 2010. info
  • SMALLMAN, R. E. a R. J. BISHOP. Modern physical metallurgy and materials engineering : science, process, applications. 6th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann. ix, 438. ISBN 0750645644. 1999. info
Výukové metody
Přednášky. Diskuse ve skupině.
Metody hodnocení
Ústní zkouška. Závěrečné hodnocení - ústní zkouška.
Informace učitele
Přednáška je určena pro posluchače doktorského programu Chemie v oboru Materiálová chemie Přírodovědecké fakulty MU.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023.