TE2BP_FZVM Fyzikální základy vědy o materiálu

Pedagogická fakulta
jaro 2006
Rozsah
2/0/0. 2 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc.
Katedra fyziky – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Gabriela Jančíková
Rozvrh
St 6:50–8:25 učebna 50
Předpoklady
Přednáška "Fyzikální základy vědy o materiálu" podává studentu ty nejzákladnější informace o fyzikální podstatě jevů, vysvětlujících některé nejvýznamnější vlastnosti materiálů. Protože v celé přednášce je používáno minimum matematických vztahů, stačí studentovi ty nejzákladnější znalosti ze středoškolské fyziky.Jedinými předpoklady je zájem o věc a přiměřená píle.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Protože přednáška "Fyzikální základy vědy o materiálu" se týká velice široké oblasti lidského poznání, není možné obsáhnout celou tuto vědní oblast. Soustředili jsme se zejména na mechanické vlastnosti materiálů, o ostatních vlastnostech se zmiňujeme pouze okrajově. Avšak ani mechanické vlastnosti nelze popsat v celé jejich šíři a proto jsme zvolili formu volně na sebe navazujících kapitol, pojednávajících o základních oblastech fyziky, techniky a technologie materiálů běžných i materiálů méně známých (ale perspektivních).
Osnova
  • 1. Stavba atomů a pevných látek, síly mezi atomy. 2. Geometrická stavba krystalických látek, výroba monokrystalů. 3. Poruchy v pevných látkách. a) bodové, b) čarové (dislokace) c) plošné a objemové. 4. Mechanické vlastnosti kovů. a) pružná deformace b) plastická deformace 5. Zpevnění materiálu. 6. Metody zkoumání mechanických vlastností. 7. Fázové přeměny, tuhé roztoky, slitiny. 8. Železo, oceli a neželezné kovy a jejich slitiny 9. Porušení materiálu, lom, únava materiálu. 10.Superplasticita kovů, kovová skla, kompozity. 11.Povrchové napětí kapalin a povrchová energie pevných látek. 12.Tekuté krystaly 13.Fyzika tření 14.Uhlík, titan, superplasticita, supravodivost 15.Polymery 16.Elektrické vlastnosti pevných látek, kapalin a plynů 17.Záření Otázky ke zkoušce: 1. Struktura atomů 2. Struktura pevných látek, kapalin, plynů a plazmatu 3. Vazebné síly v pevných látkách 4. Krystalografické soustavy 5. Monokrystaly, polykrystaly, amorfní látky 6. Bodové poruchy krystalové mříže 7. Čarové poruchy krystalové mříže 8. Dislokace 9. Plošné a objemové poruchy krystalové mříže 10. Zpevnění materiálu 11. Deformační zpevnění pevných látek 12. Příměrové zpevnění pevných látek 13. Precipitační zpevnění a zpevnění pomocí hranic zrn 14. Pružné vlastnosti pevných látek 15. Deformace v tahu, tlaku a smyku 16. Plastické vlastnosti pevných látek 17. Nízké tlaky, vakuum 18. Keramika 19. Kompozity 20. Polymery 21. Kovová skla 22. Uhlík 23. Titan 24. Superplasticita, supravodivost 25. Lom materiálu 26. Únava materiálu 27. Tvrdost materiálu 28. Slitiny, fázové přeměny 29. Tření smykové 30. Snížení tření mazáním 31. Mokré tření 32. Valivé tření 33. Povrchové napětí kapalin 34. Využití povrchového napětí kapalin a pevných látek 35. Měření povrchového napětí 36. Tekuté krystaly 37. Slitiny železa 38. Neželezné kovy 39. Elektrické vlastnosti pevných látek 40. Elektrické vlastnosti kapalin 41. Elektrické vlastnosti plynů 42. Elektrické vlastnosti polovodičů 43. Záření, radon
Metody hodnocení
Zkouška z "Fyzikálních základů vědy o materiálu" je ústní . Student si náhodně vytáhne dvě otázky, na které odpoví po písemné přípravě a diskusi se zkoušejícím. Diskuse se může samozřejmě týkat i jiných oblastí z daného předmětu.
Informace učitele
http://www.ped.muni.cz/wphy/FyzVla/
Celá přednáška je uložena na dvou internetových adresách: http://amper.ped.muni.cz/~navratil/html/FMKomplet.htm http://www.ped.muni.cz/wphy/FyzVla/ Kromě toho studenti, kteří přednášku navštěvují, dostávají její tištěnou verzi, aby si mohli během přednášky doplňovat některá další fakta a aby si nemuseli kreslit mnohdy dosti náročné obrázky. Dále uvádím některou základní literaturu z dané oblasti: CALLISTER, W.D.: Science and Engineering. An Introduction. John Wiley & Sons, Inc., 2000. ASKELAND, D.R.: The Science and Engineering of Materials. Chapman & Hall, 1996. GROOVER, M.P.: Fundamentals of Modern Manufacturing. John Wiley & Sons, Inc., 1999. ŠESTÁK, J., STRNAD, Z., TŘÍSKA, A. a kol.: Speciální technologie a materiály. Academia Praha 1993. POKLUDA, J., KROUPA, F., OBDRŽÁLEK, L.: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek. PC-DIR spol s.r.o, Brno 1994. RABINOWICZ, E.: Friction and Wear of Materials. John Wiley & Sons, Inc., 1995 OHANIAN, H.C.: Physics. W.W.Norton & Company 1989. SERWAY, R.A.: Physics. Sounders Coll. Publishing. 1996. BROŽ, J. a kol.: Základy fyzikálních měření I III. SPN Praha, 1967. SODOMKA, L., FIALA, J.: Fyzika a chemie kondenzovaných látek s aplikacemi 1 a 2. ADHESIV Liberec 2004. PLUHAŘ, J. a kol.: Nauka o materiálech. SNTL / ALFA 1989. .
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2004, jaro 2005, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019.