Embed Size (px)
Citation preview
Materiály technické praxe1 – úvod a vazebné síly
Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.
Č. Téma
1 Atomové potenciály, typy vazeb a hlavní skupiny materiálů
2 Materiály s plastickou deformaci (kovy), kovová skla, kovové pěny
3 Křehké materiály (keramika a skla)4 Reologické modelování (polymerní materiály)5 Kompozity6 Výběrové diagramy, materiálové indexy, volba optimálního materiálu a postupu,
objem výroby
7 Opticky aktivní materiály8 Biomateriály, Biomimetika9 Chytré materiály, elektroaktivní polymery10 Materiály s tvarovou pamětí, hierarchické, funkčně gradované m., nanomateriály,
nanostrukturovaný povrch
11 Materiály na pomezí fází – pěny, suspenze, gely, nenewtonovské kapaliny, aerogely,
plošné a vláknové materiály
12 3D tisk. Postup od tvorby 3D modelu, přes data k produktu, aditivní výroba
13 Degradace a recyklace, energetická náročnost
Témata přednášek
Doporučená literatura
J. Pluhař: Nauka o materiálech, SNTL
L. Ptáček: Nauka o materiálu I a II, CERM
M. Raab: Materiály a člověk, Encyklopedický dům
M. Miodownik: Neobyčejné materiály, Argo, 2016
ISBN-13: 9781856174978
Materials and Design
Podmínky úspěšného absolvování předmětu MTP - MÚVS• Zvládnutí zkouškového testu
Podmínky udělení klasifikovaného zápočtu – FA
• Přečtení jedné z výše jmenovaných knih (nejlépe 2, 4, nebo 5) a vypracování „čtenářského deníku“ a detailního zpracování vybrané kapitoly, celkově v rozsahu cca 3 strany, nebo
• Samostatné zpracování rešerše vybrané skupiny materiálů ve vztahu k zájmům studenta (například ve vazbě na jiný projekt v rámci studia) s jmenováním pramenů podle citačních norem (cca 6 stran i s obrázky a seznamem pramenů).
• Úspěšné složení zkoušky
Dějinné epochy
čas
Měr
ná
pev
no
st
(měrná pevnost=pevnost/hustota)
Dějinné epochy
Konkurence mezi materiály
ocel Slitina hliníku Kompozit s uhlíkovými vlákny
x
„Forma následuje funkci “W. Gropius, Bauhaus
NE!Forma následuje materiál!
Vlastnosti materiálů
Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti
Základní schéma nauky o materiálech
Struktura
Vlastnosti Zpracování
(technologie)
Přístup vědy
Materiály jako hierarchická struktura
Struktura
Vlastnosti Zpracování
(technologie)
Tvar
Polykrystalická struktura
Mřížkové poruchy
Atomové vazby
Přístup praxe
atomové modely - motivace
=: :
Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti
Kuličko-pružinový model pevné látky
Základní atomové vazby
•Primární• Iontová• Kovalentní• Kovová
• Sekundární• Vodíkové můstky• Van der Waalsovy síly
Hlavní třídy materiálů:- Keramika a sklo- Kovy- Polymery
Periodická tabulka prvků
Elektronegativita prvků
Vazby mezi atomy - iontová
Vazby mezi atomy - kovalentní
SiC
Vazby mezi atomy – kovová vazba
Důsledek vazby na houževnatost
Molekulární vazby – vodíkové můstky
Molekulární vazby – van der Waalsovy síly
grafit
Kuličko-pružinový model pevné látky
Vazebný potenciál
potenciál –vlastnosti
Hookeův zákon
Tuhost/poddajnostmateriálů
potenciál – vlastnosti: teplota tání
Potenciál - teplotní roztažnost• nesouměrnost potenciálu
• úzkost potenciálu
Teplotní roztažnost malá
Teplotní roztažnost velká
Třídy materiálů - shrnutíVlastnost Keramika Kovy Polymery
Tvrdost Vysoká Střední – vysoká Nízká
Tuhost (Youngůvmodul pružnosti)
Vysoký Střední- vysoký Nízký
Pevnost Pevná, ale křehká a nedeformovatelná
Pevný a tvárný Nízká pevnost, vysoká tvárnost
Teplotní roztažnost Nízká Vysoká Vysoká
Tvárnost Nízká Vysoká Vysoká
Odolnost proti opotřebení
Vysoká Nízká Nízká
(Iontová & kovalentní vazba)
(Kovová vazba)
(Kovalentní & Sekundární)
Kovy Keramika a sklo Polymery
Dobré vodiče elektřiny a tepla
Elektrické i tepelné izolátory(ale také supravodiče a polovodiče)
Elektrické i tepelné izolátory
Pevné a současně tvárné Tvrdé, křehké a nedeformovatelné
Poddajné, nízká pevnost,některé vysoce deformabilní
Neprůhledné Některé průhledné Některé průhledné
Náchylné ke koroznímu poškození
Vysoká odolnost proti korozia agresivním chemickým látkám
Dobrá odolnost proti korozi
Vysoká hustota Střední hustota Nízká hustota
Železo, ocel, Cu, Al, Mosaz SiC, WC, Al2O3, NaCl,… Polymery, pryže, …
Třídy materiálů - shrnutí
