Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
V předmětu budou probírány okruhy materiálů a jako Piezoelektrika, pyroelektrika a feroelektrika bez olova, Multiferroika, Speciální magnetické prvky, Karbonové materiály a uhlíkové nanomateriály, Bio-inspirované materiály a hybridní organické anorganické materiály, Polymery a kompozity obsahující polymer pro elektrotechniku, Nanovlákna, Kovy (slitiny ODS, HEA) s řízeným obsahem amorfní / krystalické / nanokrystalické hmoty, Kovy s mimořádnými závislostmi elektrického odporu na teplotě, mechanické zatížení a jeho vliv na chování materiálů, Karbidy a nitridy (MAX fáze). Budou diskutovány rozhodující metody pro studium těchto látek - Charakterizace materiálů difrakčními a spektroskopickými technikami, Charakterizace materiálů mikroskopií (SEM, TEM, polarizované světlo, konfokální), Charakterizace materiálů impedančními analyzátory, Modelování a simulace teplotních a el. polí.
Cíle studia:
V předmětu se uplatní impedanční analyzátor Keysight NO Concept 70, který bude souběžně využíván i pro výuku dalších předmětů, např. doktorského předmětu Fyzika dielektrik. Ve cvičeních 2, 4 a 7 se uplatní rozsah přístroje zahrnující frekvence od 1 MHz do 3 GHz a tepoty od -160 do +400°C. Jeho prostřednictvím bude možno proměřit keramická dielektrika různých vlastností, včetně extrémně nízkoztrátových a včetně látek s transformačními teplotami v řádově stovkách stupňů Celsia. Studenti tak budou obeznámeni s měřením a vyhodnocováním výsledků z přístroje patřícího ve své třídě k absolutní světové špičce.
Obsah:
Předmět shrne důležité aspekty nových materiálů s důrazem na jejich uplatnění v elektrotechnice. Na příkladech konkrétních typů materiálů (jako např. bezolovnatá piezoelektrika) ukáže cesty výzkumu: simulace - technologie - charakterizace struktury - charakterizace vlastností - zpětná vazba na modifikaci technologie a simulací.
Drobný překryv je možný s předmětem FEL Nanotechnology AE0B13NNT, zejm. v oblasti uhlíkových materiálů a bio-inspirovaných materiálů. Předmět volně navazuje na předmět Materials for Power Electrical Engineering AE1B13MVE, resp. na ČS předmět Materiály pro výkonovou elektrotechniku A1B13MVE, prohlubuje a rozvíjí jeho náplň s důrazem na nejnovější materiály a technologie.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Piezoelektrika, pyroelektrika a feroelektrika bez olova |
| 2. | | Multiferroika |
| 3. | | Speciální magnetické prvky |
| 4. | | Karbonové materiály a uhlíkové nanomateriály |
| 5. | | Bio-inspirované materiály a hybridní organické anorganické materiály |
| 6. | | Polymery a kompozity obsahující polymer pro elektrotechniku |
| 7. | | Nanofibre |
| 8. | | Kovy (slitiny ODS, HEA) s řízeným obsahem amorfní / krystalické / nanokrystalické hmoty |
| 9. | | Kovy s mimořádnými závislostmi elektrického odporu na teplotě, mechanické zatížení ... |
| 10. | | Karbidy a nitridy (MAX fáze) |
| 11. | | Charakterizace materiálů difrakčními a spektroskopickými technikami |
| 12. | | Charakterizace materiálů mikroskopií (SEM, TEM, polarizované světlo, konfokální) |
| 13. | | Charakterizace materiálů impedančními analyzátory |
| 14. | | Modelování a simulace |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Excursion FzU AVCR - magnetic materials |
| 2. | | Exercise - measurement of dielectric properties in dependence on frequency |
| 3. | | Excursion UFP AVCR - ceramic insulators and dielectrics |
| 4. | | Exercise - measurement of dielectric properties in dependence on temperature |
| 5. | | Excursion FzU AVCR - lasers, materials for laser techniques (Hilase - Dolní Břežany) |
| 6. | | Excursion UOCHB AVCR (biomaterials) |
| 7. | | Exercise - measurement of dielectric properties in various sweeping regimes |
| 8. | | Case study - devitrification (Ctibor) |
| 9. | | Exercise - measurement of M-H loops in ferromagnetic Heusler alloys using a magnetometer at FzU AVCR (Zemen) |
| 10. | | Case study - bioinspired material |
| 11. | - | 12. Case study - semiconductors (Sedlacek) |
| 13. | - | 14. Assesment test |
Literatura:
| [1] | | Michel W. Barsoum: MAX Phases:Properties of Machinable Ternary Carbides and Nitrides, Wiley, 2013, ISBN: 978-3-527-33011-9. |
| [2] | | Jiri George Drobny: Polymers for Electricity and Electronics: Materials, Properties, and Applications, Wiley, 2012, ISBN: 978-0-470-45553-1. |
| [3] | | B.S. Murty, Jien-Wei Yeh, S. Ranganathan, High-Entropy Alloys, 1st Edition, Elsevier, 2014, ISBN: 9780128002513. |
| [4] | | Yury Gogotsi, Volker Presser, Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC press (Taylor & Francis Group), Boca Raton, FL, USA, 2017, ISBN 9781138076815. |
| [5] | | Junling Wang: Multiferroic Materials: Properties, Techniques, and Applications, CRC press (Taylor & Francis Group), Boca Raton, FL, USA, 2017. |
Požadavky:
Student musí získat zápočet na základě referátů z laboratorních měření a výsledků testu a složit závěrečnou zkoušku.
Předchozí doporučené znalosti: Fyzika 1,2; Elmag. pole.
Základní znalosti výroby kovů, polovodičů, keramických a polymerních izolantů. Fyzika pevných látek. Charakterizace materiálů.
Doplnit si je může na Moodle z podkladů k předmětům AE0B13NNT, AE1B13MVE a A1B13MVE.
Poznámka:
| Obsah předmětu lze přizpůsobit individuálnímu plánu doktoranda. |
Klíčová slova:
Uhlík, polymery, kompozity, samovolné uspořádání, aktuátory, biomimetické materiály, nanomateriály, nanotechnologie
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 18.9.2024 09:51:12, semestry: Z/2024-5, Z/2023-4, Z/2025-6, L/2023-4, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |