Tematické okruhy otázek ke státní doktorské zkoušce

ELEKTROTECHNOLOGIE A MATERIÁLY

Materiály

  1. Vnitřní struktura základních skupin materiálů (kovy, polymery, keramika, skla, kompozitní materiály) a vliv této struktury na elektrické, mechanické a další vlastnosti těchto skupin materiálů.
  2. Mechanismus vzniku pevných látek krystalizací, zeskelněním a aglomerací. Vliv vnějších podmínek a vnitřní struktury látky na mechanismus vzniku pevné látky. Metody pěstování monokrystalů a technologie přípravy kovových skel.
  3. Strukturní mechanismy a kinetika difúze. Fázové přeměny, binární rovnovážné fázové diagramy a kinetické diagramy fázových přeměn. Vysvětlení základních pojmů a použití fázových diagramů. Technologie pásmové rafinace.
  4. Metody dispergace, vznik povrchového náboje koloidů, podstata van der Waalsových přitažlivých sil, vznik elektrické dvojvrstvy a interakce koloidů, podmínky koagulace koloidů a stability disperze, elektroforéza, vznik fraktálů a uspořádaných struktur.
  5. Molekulární struktura kapalných krystalů, nematická, smektická a cholesterická fáze. Homeotropická textura a Frederikova transformace.
  6. Samovolné vytváření monomolekulárních povrchových vrstev surfaktantů. Organizace surfaktantů v objemové fázi, struktura micel, biologické membrány.
  7. Struktura, vlastnosti a technologie zpracování polymerů. Možnosti technických aplikací polymerů a plastů s ohledem na jejich specifické vlastnosti. Supramolekulární materiály a možnosti jejich využití v elektronice.
  8. Struktura základních druhů uhlíkových materiálů. Vztah struktury k vlastnostem grafitu, sazí, fulerenů, a nanotrubic. Aplikace grafitu, sazí a nanotrubic v elektrotechnice a elektronice.
  9. Elektricky vodivé kompozity, typy matric, typy a uspořádání vodivých příměsí, perkolační práh, samovolný růst vodivé sítě a možnosti jeho řízení.
  10. Struktura, vlastnosti a technologie zpracování polovodičů. Polovodiče anorganické a organické, elementární a sloučeninové, materiály pro fotovoltaické články.
  11. PN přechod v polovodičích, technologie zpracování materiálu pro jeho vytváření ve vztahu k jeho vlastnostem, příklady využití PN přechodu v elektronice.
  12. Optimální volba materiálů pro aplikace v elektrotechnice a elektronice, zejména pro izolanty, kondenzátory, vodiče, supravodiče, senzory a aktuátory.
  13. Diagnostika materiálů. Základní metody chemické a strukturní analýzy, přehled metod zjišťování vlastností materiálů, metody měření elektrické vodivosti a dielektrických spekter polymerů a vodivých kompozitů.
  14. Mechanismy stárnutí materiálů v elektrických a elektronických aplikacích. Koroze chemická a elektrochemická, termooxidační degradace a fotodegradace, elektromigrace a difúze.
  15. Mechanismy vodivosti elektricky vodivých lepidel, základní složky lepidel a jejich vliv na vlastnosti lepených spojů, degradace spojů vytvořených elektricky vodivými lepidly
  16. Izotropní a anizotropní elektricky vodivá lepidla, princip vzniku anizotropie elektrické vodivosti, montážní aplikace elektricky vodivých anizotropních lepidel

Technologie silnoproudých zařízení

  1. Elektrické vlastnosti dielektrik. Optické vlastnosti dielektrik. Stárnutí izolantů. Elektrické vlastnosti polovodičů. Přechod PN a jeho vlastnosti. Fotovoltaické systémy.
  2. Technika nízkých teplot. Vlastnosti pevných látek za nízkých teplot. Technika nízkých tlaků. Vlastnosti a technologie supravodičů a jejich využití.
  3. Technická příprava elektrotechnické výroby, analýza složek, začlenění a vazby ve výrobním systému, uplatnění automatizace a výpočetní techniky.
  4. Pružné výrobní systémy, jejich technicko ekonomický rozbor a uplatnění při výrobě elektrických strojů a přístrojů.
  5. Progresivní materiály, konstrukce a technologie, jejich uplatnění ve výrobě silnoproudých zařízení. Rozbor současného stavu a perspektiv.
  6. Izolační systémy velkých elektrických strojů točivých, materiály a výrobní technologie. Výrobní a provozní diagnostika těchto systémů.
  7. Izolační systémy velkých transformátorů, materiály a výrobní technologie. Výrobní a provozní diagnostika těchto systémů.
  8. Technologie výkonových polovodičových součástek a zařízení. Jejich výrobní a provozní diagnostika.
  9. Vlastnosti a technologie silových a sdělovacích vodičů a kabelů. Montáž kabelových rozvodů, kabelové soustavy. Výrobní a provozní diagnostika kabelů.
  10. Použití software v průmyslovém inženýrství. Využívání informačních zdrojů v elektrotechnické praxi. Prostředky řízení a informatizace výrobního systému.

Technologie elektronických zařízení

  1. Pasivní elektronické součástky, výrobní technologie. Součástky pro aplikace v širokopásmových a impulzních obvodech a filtrech EMC, užívané magnetické materiály.
  2. Diagnostika elektronických součástek založená na zjišťování nelinearity a intermodulačního zkreslení. Měření malých nelinearit pasivních elektronických součástek.
  3. Substráty pro plošné spoje, diverzifikace ploch, techniky vytváření vodivých obrazců. Speciální techniky výroby plošných spojů. Testovací, měřicí a kontrolní metody a zařízení pro technologii plošných spojů.
  4. Montážní technologie v elektronice. Pouzdření a propojování první a druhé úrovně. Měřicí, kontrolní a testovací metody určené pro montážní technologie elektronických zařízení.
  5. Chlazení a termostatování elektronických součástek, modulů, podsestav a zařízení. Související konstrukce pouzder polovodičových součástek a integrovaných obvodů v tuhé fázi i hybridních, elektrický a tepelný návrh multičipových modulů.
  6. Svazkové technologie pro zpracování materiálů pro elektroniku a výrobu elektronických součástek. Laserový, elektronový, iontový a molekulární svazek.
  7. Výrobní technologie využívající plasmu, nízkotlaké a vysokotlaké naprašování, iontové a plasmové leptání, plasmový nástřik
  8. Multičipové moduly založené na technologii tenkých vrstev (MCM-D). Multičipové moduly založené na technologii tlustých vrstev (MCM-C). Hybridní integrované obvody.
  9. Technologie kovových a vysokoteplotních supravodičů a součástek z těchto materiálů. Technika nízkých teplot, aplikace v diagnostice materiálů, součástek a zařízení.
  10. Ergonomické a ekologické aspekty výroby elektronických zařízení. Čistota prostředí. Ochrana součástek a zařízení před účinky statické elektřiny.
  11. Diagnostika elektronických součástek založená na měření proudového šumu a zbytkových parametrů v širokém kmitočtovém rozsahu.
  12. Diagnostika elektronických součástek založená na měření nelinearity voltampérové charakteristiky.
  13. Optické jevy v polovodičích, jejich technické a technologické využití.
  14. Metody transformace dat, která nemají Gaussovské rozdělení na data s Gaussovským rozdělením pro aplikace v oblasti statistického řízení jakosti
  15. Způsobilost výrobního zařízení a výrobního procesu a techniky jejího hodnocení. Regulační diagramy procesu při hodnocení měřením a srovnáváním a jejich interpretace
  16. Statistické přejímky při přejímce měřením a srovnáváním, přejímací plány, riziko dodavatele a odběratele, přejímací charakteristika

Automatizované výrobní systémy

  1. Řízení výrobních procesů . struktura, vzájemné vazby. Automatizace technologických, manipulačních a skladových subsystémů výrobního procesu. Pružné výrobní systémy.
  2. Technická příprava v různých kategoriích výrobních systémů. Pružné výrobní systémy. Počítačová podpora technické přípravy výroby . programové nástroje a jejich funkce.
  3. Analytické metody a metodologie vhodné pro informační analýzu výrobních systémů. Datové, funkční a objektové modelování. Použití diagramů - ERD, DFD, STD a UML.
  4. Technické prostředky řízení výroby. Řídicí počítače a jejich periférie, požadavky a kritéria jakosti. Požadavky a kritéria jakosti programového vybavení pro řízení výroby.
  5. Počítačové řízení výrobních systémů v reálném čase. Stavy procesu, semafor, dead-lock, synchronizace. Programovací jazyky a operační systémy vhodné pro RT aplikace.
  6. Systémy managementu jakosti ve výrobě. Řízení jakosti v jednotlivých etapách realizace výrobku, řízení dokumentů a záznamů jakosti. Metody monitorování a měření jakosti.
  7. Vliv elektrických zařízení na jakost elektrické energie, kritéria jakosti. Pasivní a aktivní prostředky pro zlepšování elektromagnetické kompatibility výkonových systémů.
  8. Modelování a simulace jako nástroj analýzy systémů. Ekvivalence modelů různých fyzikálních systémů. Programové prostředky pro počítačovou simulaci, oblasti použití, porovnání.
Za obsah odpovídá: RNDr. Patrik Mottl, Ph.D.