Nabídka předmětů pro doktorské studium na FST ZČU v Plzni Studijní program: Obor: Garant:
P2301 Strojní inženýrství Materiálové inženýrství a strojírenská metalurgie Material Engineering and Engineering Metallurgy Katedra materiálového inženýrství a strojírenské metalurgie (KMM)
Vymezení oboru: Prohloubení teoretických základů materiálového inženýrství a strojírensko-metalurgických technologií, rozšíření znalostí metod studia vlastností a použití materiálů a metalurgických technologií. Vlastní vědecko-výzkumnou prací přispět k poznání procesů probíhajících při výrobě a zpracování konstrukčních materiálů. Studium je určeno pro absolventy strojírenských a dalších fakult technických univerzit (vysokých škol). Zaměření studia: kovové materiály, nekovové materiály, povrchové vrstvy, tváření, slévárenství, svařování. Scope of the Branch: To deepen theoretical basis of material engineering and mechanical enigineering metallurgy, upgrade of knowlege of methods of material properties and exploitation and metallurgy technologies studies. By means of own scientific research activities, to contribute to the getting knowledge of processes that occur during production and technology processes of structural materials. The study is determined for students of mechanical engineering and other faculties of technical universities. The study orientation: metallic materials, nonmetallic materials, surface layers, forging, casting and welding. Návaznost: Doktorandské studium má návaznost na studijní obory: Matematické a fyzikální inženýrství, Konstrukční mechanika, Stavba jaderných zařízení, Stavba tepelně energetických zařízení, Technologie obrábění, a dále na obor vědecké výchovy Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálu a Strojírenskou technologii. Connection: PhD. study is connected with the following study branches:. Mathematical and physical engineering, Structural mechanics, Construction of nuclear equipment, Construction of thermal power engineering, Technology of machining and further with Physical metallurgy and Limit States of Materials and Mechanical Engineering Metallurgy.
Nabídka předmětů vědního základu: Fyzikální metalurgie Physical metallurgy Doc. RNDr. Josef Kasl, CSc.
(KMM/DFMM)
Deformační a lomové chování kovů a slitin; Podstata plastického chování materiálů; Tečení a lom při tečení, únava a únavový lom; Vliv prostředí na poškození kovů; Fyzikální metalurgie kovových materiálů; Oceli a slitiny pro běžné použití; Materiály se zvláštními vlastnostmi; Oceli otěruvzdorné a nástrojové; Oceli žáruvzdorné a žáropevné; Oceli korozivzdorné; Oceli se speciálními fyzikálními vlastnostmi. Deformation principles and failure behavior of metals and alloys, Principles of materials plastic behaviour; Creep and creep fracture, Fatigue and fatigue fracture, Effect of environment on materials´ degradation, physical metallurgy principles of metallic materials, Steels and alloys for general purposes, materials of particular properties; Friction resisted steels and tool steels; Tool steels and heat resisted steels; Creep resisting steels; Corrosion resistive steels; Steels of specific physical properties. Odborná literatura: R.W. Cahn, P. Halasen, E. J. Kamer: Materiále Science and Technology, Weinheim, Germany, 1982 V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy,UK, Praha 1992 J. Pluhař, A. Puškar, J. Koutský, K. Macek, V. Beneš: Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálů, SNTL/ALFA, Praha 1978 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní -individuálně Efektivní využívaní zručnost
Teorie fázových přeměn Theory of phase transformations Doc. RNDr. Josef Kasl, CSc.
(KMM/DTFP)
cizího
jazyka,
experimentální
Krystalizace kovů a slitin; Eutektické a peritektické tuhnutí slitin; Fázové transformace v tuhém stavu; Homogenní a heterogenní nuklease; Růst krystalů, monokrystalů a vznik dislokací; Termodynamika slitin; Struktura kovových fází a slitin; Rozpad tuhých roztoků, nukleace precipitátů a zákonitosti jejich růstu; Stárnutí; Principy transformací při tuhnutí kovů a slitin; Přeměny v tuhém stavu; Přeměny při popouštění; Zotavení a rekrystalizace; Podstata hranic zrn a jejich úloha při transformačních a deformačních procesech. Solidification of metals and alloys; Eutectic and peritectic reactions; Phase transformation principles in solid state; Homogeneous and heterogeneous nucleation at solidification; Crystal growth and defects of crystal structure; Thermodynamics of alloys; Structure characteristics of transformed phases; Principles of precipitation hardening; Age hardening;
Solid state phase transformation; Transformations at tempering; Recovery and recrystallization processes; Interfaces and grain boundaries and their role at phase transformations and deformation processes. Odborná literatura: D. R. Askeland: The science and engineering materials, Chapman and Hall Ed., London 1988 M.A. Meyers, K. K. Chawla: Mechanical behaviour of materials, Prentice –Hall 199, New Jersey, USA G.E. Dieter: Mechanical Metalurgy, McGraw-Hill Series in Materiále Science and Engineering, London, 1988 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní - individuální Ovládaní cizího jazyka a experimentální zručnost při přípravě zkušebního materiálů a zpracování.
Koroze a protikorozní ochrana Corrosion and anti-corrosion protection Ing. Václav Kraus, CSc.
(KMM/DKPO)
Podstata korozní odolnosti. Heterogenní reakce na povrchu kovů a slitin. Vnitřní a vnější činitelé koroze. Chemická koroze. Elektrochemická koroze kovů a slitin. Druhy koroze a jejich výskyt. Způsoby protikorozní ochrany. Volba materiálů. Úprava korozního prostředí, elektrické ochrany. Úprava konstrukce z hlediska protikorozní ochrany. Úprava povrchu a povlaky. Substance of corrosive resistance. Heterogenic reaction on surface of metals and alloys. Internal and external agents of corrosion. Chemical corrosion. Electrochemical corrosion of metals and alloys. Corrosion types and theirincidence. Wasy of anti-corrosive protection. Material choice. Alteration of corrosive environment, electric protection. Adaptation of construction from the anti-corrosion protection point of view. Surface treatment and coatings. Odborná literatura: Scully, J. C.: Fundamentals of Corrosion, Pergamon, 1975. Fontana, M. R.: Corrosion Engineering, McGraw Hill, 1987. ASM Handbook,Vol. 5 Surface Engineering, ASM, ISBN 0-87170-384-X. Způsob zkoušení:
Ústní a písemná zkouška
Teoretické základy plazmových technologií Theory of plasma-based technologies Doc. RNDr. Josef Kasl, CSc.
(KMM/DTPT)
Termální a termodynamicky nerovnovážné plazma. Termodynamické vlastnosti plazmat -vliv tlaku a elektrických polí. Interakce molekulárních, excitovaných částic, iontů a elektronů se substrátem. Vliv elektrických polí a zvýšených energií částic plazmatu na výsledek povrchové reakce základního materiálu s plazmatem. Rovnováha a kinetika povrchových reakcí s účastí plazmatu. Mechanismy interakce chemicky inertního a chemicky aktivního plazmatu s povrchem substrátu. Fyzikální základy obloukových a doutnavých výbojů. Elektrodové jevy. Thermal and thermo dynamical disequilibrium plasma. Thermo dynamical properties of plasma – influence of stress and electrical fields. Interaction between substrate and excited particles, ions, electron. Influence of electrical fields and higher enrgies of plasma particles on result of surface interactions substrate with plasma. Equilibrium and kinetic of surface -plasma reactions. Interactions mechanisms of both inert and active plasma with substrate surface. Physical theory of arch and glowing discharge. Electrode phenomena. Odborná literatura: J.Vlček: Úvod do fyziky plazmatu. Skripta FAV ZU Plzeň F.F.Chen: Úvod do fyziky plazmatu. Academia Praha M.A.Lieberman, A.J.Lichtenberg: Principles of Plasma Discharges and Materials Processing. John Wiley & Sons 1994 B. Chapman: Glow discharge processes : sputtering and plasma etching. New York, 1990 M. Konuma: Plasma techniques for film deposition. Springer-Verlag. Berlin 2005 M. Lieberman, A. Lichtenberg, Allan J.: Principles of plasma discharges and materials processing. New York, 1994 Cuomo, J. J.. Rossnagel, Stephen M.. Westwood, William D.: Handbook of plasma processing technology : fundamentals, etching, deposition, and surface interactions. Noyes Publication, Park Ridge, 1990. Způsob zkoušení:
Ústně
Fyzika pevných látek (KFY/DFPL) Solid state physics Doc. RNDr. Jan Slavík, CSc. Krystalová struktura látek, difrakce vlnění na krystalech, experimentální metody: Laueho, Debye-Scherrerova. Typy krystalové vazby. Kmity krystalové mříže -akustické a optické kmity. Molární teplo. Debyeova teorie. Tepelná roztažnost a vodivost. Poruchy krystalové mříže - bodové čárové a plošné. Dislokace. Elastické vlastnosti krystalů. Termodynamika pevných látek -volná energie a entalpie, fázová rovnováha, binární systém, konfigurační
entropie. Fázové transformace a reakce v pevné fázi. Magnetismus - diamagnetismus, paramagnetismus, kooperativní magnetismus. Crystal structure of solids, diffraction of waves on crystals, experimental methods : Laue and Debye-Scherrer ones. Types of crystal bonds. Oscillations of crystal lattice - acoustic and optic oscillations, Thermal capacity. Debye theory. Thermal expansion and conductivity. Defects of crystal lattice -point, line and surface ones. Dislocations. Elastic properties of crystals. Thermodynamics of solids -free energy and enthalpy, phase equilibrium, binary systems, configuration entropy. Phase transformation and reaction in solid state. Magnetism -diamagnetism, paramagnetism, cooperative magnetism. Odborná literatura: C. Kittel : Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha 1985 H. Ibach, H. Luth „ Solid state physics, Springer 2002 Způsob zkoušení:
Písemné
Teorie plasticity a lomová mechanika Theory of Plasticity and Fracture Mechanics Prof. Ing. František Plánička, CSc.
(KME/DTPM)
Napjatost a deformace, zobecněná napětí a deformace, rychlost deformace. Statická plastická deformace, pracovní diagram a jeho aproximace. Podmínky plasticity (Trescova, energetická). Teorie plasticity (deformační teorie, teorie tečení). Prvotní a následná podmínka plasticity (ideálně plastický materiál, izotropní zpevnění, kinematické zpevnění, izotopně kinematické zpevnění). Matematický model úlohy v pružně plastické oblasti, potenciál deformační práce, rovnice matematického modelu, okrajové podmínky. Napjatost při rovinné deformaci, teorie kluzových čar. Numerická metody konečných prvků při řešení úloh teorie plasticity. Plastické deformace za vysokých teplot, závislost deformace na čase, ustálený stav tečení, rovnice tečení při složené napjatosti, relaxace napětí. Lineární lomová mechanika, Griffithova teorie křehkého porušení, podmínka stability trhliny. IrwinOrowanova koncepce, napjatost v oblasti vrcholu trhliny, tři základní případy napjatosti. Tvar plastické oblasti u vrcholu trhliny. Lomová houževnatost a její určování. Nelineární lomová mechanika, kriterium rozevření trhliny. Riceův J-integrál, určování kritické hodnoty Jintegrálu. Uvolňovaná pružná energie. Kombinace I. a II. typu zatížení. Dvouparametrická lomová mechanika. Stress and strain states and deformation, effective stresses and deformations, deformation rate. Static plastic deformation, stress-strain curve and its approximation. Yield conditions (Tresca, von Mises). Theories of plasticity (deformation theory, creep theory). Primary and subsequent plasticity conditions (ideal plastic material, isotropic hardening, kinematic hardening, isotropic kinematic hardening). Mathematical model of elastic -plastic case,
deformation energy potential, mathematical model equation, boundary conditions. Plainstrain stress state, theory of Lueders bands. Finite element method in theory of plasticity. Plastic deformations at high temperatures, time dependence of deformation, secondary creep, creep equation at 3D stress state, stress relaxation. Linear fracture mechanics. Griffith theory of brittle fracture, crack stability condition. Irwin-Orowan conception, stress state at crack tip, three basic stress modes. Plastic zone shape at the crack tip. Fracture toughness and its evaluation. Non-linear fracture mechanics, crack opening displacement concept. Jintegral, critical J-integral evaluation. Stress energy release rate. Combination of modes I and II. Two parameters fracture mechanics. Odborná literatura: L.P.Pook: Linear elastic fracture mechanics for engineers. Theory and applications, WIT Press 2000 Fracture mechanics:Applications and challenges, ESIS publication 26, Elsevier 2000 R.Hill: The Mathematical Theory of Plasticity, Oxford University Press, 2003 Způsob zkoušení:
Ústně
Chemie a fyzika rozhraní (KMM/DCFR) The Chemical Physics of Interfaces Prof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc., FEng. Struktura povrchu pevných látek, struktura rozhraní v pevných látkách, kapilarita, adsorpce, epitaxie, horror superficei, únava, deformace a lom kovových materiálů, diagnostika povrchů, napětí v povrchových vrstvách, hloubkové profilování prvkového a fázového složení, inklusivní sloučeniny, vrstvy Langmuira-Blodgettové, dvojrozměrné struktury, tenzidy, emulse a pěny, heterogenní katalýza, inženýrství povrchů a rozhraní. Microscopic picture of solid surfaces, structure of solid-solid interfaces, capillarity, adsorption, epitaxy, horror superficei, fatigue, deformation and fracture in metals, characterization of surfaces, stress in surface layers, depth profiling of the elemental and phase composition, intercalation compounds, Langmuir-Blodgett films, cellular structures, surfactants, emulsions and foams, heterogeneous catalysis, surface and interface engineering. Odborná literatura: I.Kraus, J.Fiala: Povrchy a rozhraní, Vydavatelství ČVUT, Praha 2008 A.W.Adamson: Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley and Sons, New York 1976 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní zkouška Písemný referát z vybraných partií odpřednášené látky před ústní zkouškou
Fyzikálně chemické základy metalurgie Physical Chemistry for Metallurgists Prof. RNDr.Jaroslav Fiala, CSc. FEng.
(KMM/DFCM)
Vlastnosti plynů, první princip termodynamiky, druhý princip termodynamiky, Helmholtzův a Gibbsův termodynamický potenciál, třetí princip termodynamiky, Clausiova-Clapeyronova rovnice, termodynamika a chemická rovnováha, termodynamika roztoků, vliv teploty a tlaku na rovnováhy v metalurgických procesech, využití termodynamiky v rovnovážných stavových diagramech, chemická kinetika, elektrochemie: vedení proudu elektrolyty, rovnováhy v elektrolytech, metody určování termodynamických funkcí. The properties of gasses, the firts law of thermodynamics, the second law of thermodynamics, the Helmholtz and Gibbs free energies, the third law of thermodynamics, Clausius-Clapeyron equation, thermodynamics and chemical equilibrium, thermodynamics of solutions, the effect of temperature and pressure on equilibria in metallurgical processes, application of thermodynamics to equilibrium phase diagrams, chemical kinetics, electrochemistry: conduction by electrolytes, equilibria in electrolytes, methods for determining thermodynamic functions. Odborná literatura: F.Píšek, L.Jeníček: Nauka o materiálu III, NČSAV, Praha 1962 T.Myslivec: Fyzikálně chemické základy ocelářství, SNTL, Praha 1971 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní zkouška Písemný referát z vybraných partií odpřednášené látky před ústní zkouškou
Experimentální metody studia vlastností materiálů (KMM/DEMI) Experimental methods of material properties study doc.RNDr. Dagmar Jandová, Ph.D.; Doc. RNDr. Jozef Kasl, CSc. Metody studia makro a mikro struktury. Metalopgrafie – zobrazovací techniky při použití světelné mikroskopie, zobrazení v řádkovacím a transmisním elektronovémj mikroskopu. Kvantitativní hodnocení mikrostruktury pomocí programů obrazové analýzy. Základy krystaloghrafie. Difrakční analytické metody – rtg., elektronová a neutronová difrakce. Základy fraktografie. Metody lokální mikroanalýzy. Metody analýzy povrchu – tunelovací a iontová mikroskopie. Augerova, hmotnostní a optická emisní spektroskopie. Metody určování fázových přechodů termická analýza, dilatometrie, magnetometrie a rezistometrie. Basis of physical metallurgy. Metallography - principles of the image projection, imagine techniques of the light metallographic microscope. Modern methods of the image capture
and quantitative microstructure evaluation using image analysis. Basis of crystallography. Diffraction phenomena in solid state - X-ray, electron and neutron diffraction. Basis of transmission electron microscopy and its application in substructural study of metals and alloys. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. Basis of fractography. Methods of the surface analysis - tunelling microscopy, Auger spectroscopy, atomic force microscopy, electron spectroscopy. Methods of determination of phase transformations thermal analysis, dilatometry, magnetometry and resistometry. Odborná literatura: 1. F. Jandoš, R. Říman, A. Gemperle: Využití moderních laboratorních metod v metalografii, SNTL, Praha, 1985. 2. I. Kraus: Úvod do strukturní rentgenografie, Academia Praha, 1985. 3. I. Hrivňák: Elektrónova mikroskopia ocelí, Veda, Bratislava, 1986. 4. ASM Handbook: Metallography and Microstructures, Vol. 9, ASM International, Metals handbook, USA, 1992. 5. ASM Handbook: Fractography, Vol. 12 , ASM International, Metals handbook, ASM International, USA, 1999. 6. Handbook of Microscopy, Application in Material Science, Solid-State Physics and Chemistry, Eds. Amerlinckx, S., van Dyck, D., van Landuyt, J., Tendeloo, G., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, Germany, 1997. 7. William, D.B., Carter, C.D., Transmission Electron Microscopy -a textbook for Material Science, Plenum Publishing Corporation, New York, USA, 1996. 8. Prezentace přednášek EMI na www stránkách http://stag.zcu.cz 9. Karlík, M.: Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, ČVUTv Praze, Praha 2011. 10. Smola, B.: Transmisní elektronová mikroskopie ve fyzice pevných látek, skripta MFF UK v Praze, SPN Praha, 1983.
Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní Znalost aplikací uvedených experimentálních metod při materiálových expertizách.
Degradační procesy a predikce životnosti (KMM/DDPZ) Degradation processes and lifetime prediction Prof. Ing. Václav Mentl, CSc. Degradace a mezní stavy vyvolané působením prostředí. Degradační procesy a mezní stavy vyvolané působením jednorázového mechanického namáhání (elastická, plastická deformace, tvárné a křehké porušení, creep). Degradace opakovaným zatěžováním, mezní stav únavového porušení, fyzikálně strukturní podstata a průběh, vnější a vnitřní vlivy. Metody predikce zbytkové životnosti. Praktické příklady. Degradation and limit states caused by service conditions. Degradation and limit states caused by single mechanical loading (elastic, plastic deformation, brittle fracture, creep).
Degradation by cyclic loading, fatigue fracture, physical basis and course, outer and inner influence. Methods of lifetime prediction. Case studies. Odborná literatura: Dusan Krajcinovic: Damage Mechanics, Elsevier 1996 K.L.Reifsnider, S.W.Case: Damage tolerance and durability of material systems, Wiley 2002 Způsob zkoušení:
Ústně
Metody vytváření povrchových vrstev a modifikace povrchů (KFY/DPVP) Methods of film deposition and surface modification Prof. Ing. Jindřich Musil, DrSc. Přehled fyzikálních procesů tvorby povlaků a modifikace povrchů materiálů, význam a využití plazmatu a iontově stimulovaných procesů ve fyzikálních technologiích povrchových vrstev, kombinované procesy vytváření povlaků, fyzikálně-chemické zákonitosti růstu tenkých vrstev a povlaků, struktura vrstev s požadovanými vlastnostmi, vlastnosti vrstev a jejich aplikační možnosti, perspektivní trendy v oblasti fyzikálních depozičních procesů a nových tenkovrstvových materiálů. Plasma techniques for deposition of thin fillms and protective coatings, and for modification of material surfaces. The role of plasma and ion-stimulated processes in surface engineering. Combined techniques of film formation. Physical and chemical principles of film growth and surface modification. Structure of the films with required properties. Properties of coatings and their applications. New trends in the field of deposition technologies and novel thin film materials. Odborná literatura: S. M. Rosnagel, J.J. Cuomo, W.D. Westwood (eds.): Handbook of Plasma processing Technology, Noyes Publications, Park Ridge, NJ, 1990 M. Konuma: Film Deposition by Plasma techniques, Springer Verlag, Berlin, 1992 M. Ohring: The Materials science of Thin Films, Academic Press Inc., San Diego 1992 J. Musil: Basic properties of low-pressure plasma, Proc. Internat. School of Physics „Enrici Fermi“, Course CXXXV ( A. Paoletti, A. Tucciarone eds. ), IOS Press, Amsterdam, 1997 Způsob zkoušení:
Ústně
Pokročilé keramické materiály Advanced Ceramic Materials Doc. Ing. Petr Duchek, CSc.
(KMM/DPKM)
Technologie přípravy pokročilých keramických materiálů. Suroviny, příprava keramických prášků. Formování (lisování, extruze, lití, vstřikování). Sušení a vypalování keramiky. Úprava povrchu keramiky. Vlastnosti keramických materiálů: mechanické, elektrické, chemické a biochemické. Vybrané typy pokročilých keramických materiálů včetně biokeramiky. Technology of advanced ceramic materials preparation. Raw materials, ceramic powder technology. Forming processes (pressing, extrusion, slip casting, injection molding). Drying and firing processes. Ceramic surface processing. Properties of advanced ceramic materials (mechanical, electric, chemical, and biochemical). Selected types of advanced ceramics incl. bioceramics. Odborná literatura: Yoshihiko Imanaka: Advanced Ceramic Technologies & Products. Springer Tokyo, ISBN: 9784431539131. Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Zpracování zadaného tématu, odborná obhajoba vypracované práce Odborná obhajoba vypracované práce bude zčásti vedena v cizím jazyce (anglicky či německy)
Moderní směry vývoje nekovových materiálů a jejich zpracování (KMM/DVNK) Modern trends in developing non-metallic materials and their processing Doc. Ing. Petr Duchek, CSc. Polymery s vynikajícími užitnými vlastnostmi; vztah jejich polymerní struktury k vlastnostem. Polymerní vlákna. Nanopolymery. Degradace polymerů. Polymerní systémy přívětivé životnímu prostředí; jejich životní cyklus. Možnosti recyklace, vliv na životní prostředí. Vývoj konstrukční oxidové i neoxidové keramiky se speciálními vlastnostmi. Keramické supravodiče. Zeolity, pilířované jíly, metaloorganické struktury a jejich praktický význam. Moderní biomateriály, jejich struktura a vlastnosti. Mikro- a nanokompozitní materiály typy jíl -polymer, příprava, vlastnosti. Polymers with outstanding properties, relationship between their polymeric structure and properties. Polymer fibres. Nanopolymers. Polymers degradation. Environment-friendly polymer systems and their life cycle. Ways of their recyclation and impact on the environment. Development of progressive oxide and non-oxide advanced ceramics with special properties. Ceramic superconductors. Zeolites, pillared clays, metal-organic frameworks (MOFS), their practical utilization. Modern biomaterials, their structure and properties. Polymer-clay micro- and nanocomposites, preparation and properties.
Odborná literatura: Springer Handbook of Nanomaterials, Vajtai, Robert (Ed.). Springer Verlag 2013, ISBN 978-3642-20594-1. Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Zpracování zadaného tématu, odborná obhajoba vypracované práce Odborná obhajoba vypracované práce bude zčásti vedena v cizím jazyce (anglicky či německy)
Ekologické aspekty výroby a zpracování kovů a nekovů (KMM/DEVZ) Ecologic aspects of metals and non-metals production and treatment Ing. Václav Kraus, CSc. Ekologie životního prostředí. Vliv škodlivin na zdraví. Strategie péče o životní prostředí. Právní předpisy, technické normy, instituce a státní správa v péči o životní prostředí. Ekonomické nástroje péče o životní prostředí. Vliv různých technologií na životní prostředí, zvláště výroba kovů a nekovů, slévání, tváření, tepelné zpracování, povrchové úpravy a dělení materiálů. Způsoby likvidace znečišťujících látek, úpravy pracovišť z hlediska dosažení požadovaného mikroklimatu. Fundamentals of corrosion resistivity. Heterogeneous reaction of surface metals and alloys. Internal and external factors of corrosion. Chemical corrosion. Electrochemical corrosion of metals and alloys. Corrosion types and their presence. Principles anticorrosive protection. Selection of materials. Arrangement of corrosion mediums, electrical protection. Modification of construction in terms of anticorrosive protection. Protection principles of surface, coatings and layers. Odborná literatura: Kiely, G.: Environmental Engineering, McGraw-Hill Book Company, Boston, 1998, ISBN 0-07116424-3. Způsob zkoušení: Ústní a písemná zkouška
Moderní směry vývoje kovových materiálů a jejich zpracování (KMM/DVKM) Advanced trends in development of metallic materials and their processing doc. dr. Ing. A. Kříž Amorfní slitiny; Superplastické kovové materiály; Supravodivé kovové materiály; Kovové materiály s tvarovou pamětí; Vysokopevné nízkolegované oceli; Složené materiály s kovovou matricí; Nekonvenční způsoby zušlechťování povrchů kovových materiálů; Magnetické materiály; Materiály pro jaderné reaktory; Degradace materiálů a principy ochrany materiálů vůči degradaci;
Amorphous materials; Superplastic metaloid materials; Superconductive metallic materials; Semiconductive materials; High strength low alloyed steels; Composite materials; Ceramics; Polymers; Magnetic materials; Materials for nuclear power station; Protection against deterioration and failure of materials. Odborná literatura: D. R. Askeland: The science and engineering materials, Chapman and Hall Ed., London 1988 J. Pluhař, A. Puškar, J. Koutský, K. Macek, V. Beneš: Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálů, SNTL/ALFA, Praha 1978 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní Znalost cizího jazyka, experimentální zručnost
Teorie tváření (KMM/DTV) Theory of forming Prof. Ing. František Pfrogner, CSc. Mechanika plastického přetvoření. Malé deformace a rychlosti deformace. Tepelně mechanické faktory tváření. Napěťové poměry na stykové ploše při pěchování. Odvození Siebelova a Prandtlova vztahu pro přetvárný odpor. Metody výpočtů přetvárných sil a prací. Teorie skluzových čar a jejich aplikace v praxi. Vzájemná závislost polí skluzových čar a rychlostí. Hillova teorie horního odhadu. Metoda konečných prvků, vizioplastická a vizioelastická metoda. Mechanics of plastic deformation. Small deformations and deformation rates. Thermomechanical factors of forming. Stress situation at contact surface during upsetting. Derivation of Siebel and Prandtl deformation resistance relation. Calculation methods of deformation forces and energies. Theory of sliding lines and their application in practice.Mutual relation of sliding lines fields and rates. Hill´s upper estimatet theory. Finite elements method. Odborná literatura: Lange, K.: Umformtechnik, Band 1, u. 2 Verlag Springer 1984 Metals Handbook, Volume 14, Forming and Forging 1988 Pfrogner - Mojžíš: Teorie a technologie tváření kovů, VŠSE 1980 Způsob zkoušení:
Ústně
Moderní procesy tváření (KMM/DMPT) Advanced processes of forming Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek; Dr. Ing. Hana Jirková Teorie válcování -optimalizace procesu. Teorie tažení drátu, tyčí a trub. Teorie protlačování alternativy. Výroba bezešvých trub -Mannesmann, Erhardt, Stiefel. Příčné klínové válcování, válcování závitů, drážek a ozubení. Výroba velkých kruhů a prstenců -výpočet přetvárných sil. Teorie tažení plechu -odvození tažné síly. Nekonvenční metody tažení. Tváření vysokými rychlostmi a energiemi. Metody tváření kompozitních materiálů -vztahy pro válcování. Metody tváření práškových materiálů -určování lisovní síly. Theory of rolling -process optimization. Drawing theory of wires,rods and tubes. Extrusion theory -alternatives. Seamless tubes production -Mannesmann, Erhardt, Stiefel. Cross wedge rolling, rolling of threads, grooves and gearing. Large circles and rings -calculation of deformation forces. Theory of sheet drawing -calculation of drawing force. Unconvetional methods of drawing. High-speed and high-energy forming. Forming methods of composite materials -equations for rolling. Forming methods of powder materials -pressing force determination. Odborná literatura: PETRUŽELKA; JIRÍ: Tvaritelnost a nekonvencní metody ve tvárení, 1. vydání Ostrava, VŠB- Technická univerzita Ostrava, 2000, ISBN 80-7078-653-3 PETRUŽELKA; JIRÍ: Tvaritelnost a nekonvencní metody ve tvárení, část 2. 1. vydání. Ostrava VŠB-Technická univerzita Ostrava, 2000, ISBN 80-7078-727-9 TAUBE; KARL: Umformtechnik der Metalle, Konstanz, 2004, ISBN 3-87125-891-1 Způsob zkoušení:
Ústně
Modelování tvářecích procesů Forging processes simulation Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek
(KMM/DMTP)
Tvařitelnost kovů a metody určování a vyhodnocování. Vlivy tepelně mechanických faktorů na proces tvařitelnosti. Hodnocení jednotlivých vlivů na přetvárný odpor a tvařitelnost. Zkoušky tvařitelnosti a jejich matematická interpretace. Simulace jednotlivých stádií přetvárného pochodu. Matematická interpretace tvářecího pochodu. Shrnutí závěrů do programu pro užití počítače. Optimalizace tvářecích pochodů a predikce tvařitelnosti. Formability of metals and methods of its determination and evaluation. Influence of thermomechanical factors on the forming process. Evaluation of single effects on deformational resistance and formability. Formability tests and their mathematical interpretation. Simulation of single stages of deformational process. Mathematical interpretation of forming
process. Summary of conclusions to PC programme. Optimization of forming processes and formability assessment. Odborná literatura: J. Domblesky and J. Walters: Process Modeling for Forging Die Stress Analysis - Workshop notebook, 1996 - 1998 K. Lange: Handbook of Metal Forming, Mc Graw-Hill, 1985 G. Herold, K. Herold, A. Schwager: Massivumformung, Verlag Technik Berlin, 1974 F. Drastík, J. Elfmark: Plastometry a tvařitelnost kovů, SNTL Praha 1977 Způsob zkoušení:
Ústně
Teorie svařování Theory of welding Doc. Ing. Jan Kalous, CSc.
(KMM/DTSV)
Teplotně deformační cyklus svařování. Řešení teplotního pole při svařování. Vnitřní pnutí při svařování, navařování a plazmatickém nástřiku. Deformace a možnosti jejich minimalizace. Teplem ovlivněná oblast svarového spoje. Struktura svarového spoje a její závislost na parametrech svařování. Metalurgie svaru, teorie strusek. Svařitelnost materiálu. Teorie vzniku trhlin ve svarových spojích. Strukturní stálost svarového spoje. Vazby mezi základním materiálem a návarem, nástřikem. Zkoušky návarů, nástřiků. Aplikace numerické analýzy a počítačů v procesu svařování. Temperature-deformation cycle of welding.Solution of temperature field during welding. Internal stresses at welding, surfacing and plasma spraying. Deformations and possibilities of their minimization. Heat affected zone of weld. Structure of weld and its dependence on welding parameters. Metalurgy of weld, theory of slags. Weldability of material. Theory of crack initiation in welds. Structural stability of welds. Linkages between base metal and claddingcor spray. Testing of claddings and spray layers. Numerical analysis and PC application in welding technology. Odborná literatura: Galvery W. L. : Welding Essentials: Questions and Answers, Industrial Press, California, 2001. Hrivňák J : Teoria zvaritelnosti kovov a zliatin, Věda, Bratislava, 1989. Kuncipál J. : Teorie svařování, SNTL, 1986. Způsob zkoušení:
Písemný referát a ústní zkouška
Zajišťování kvality svařovaných konstrukcí Quality assurance of welded structures Doc. Ing. Jan Kalous, CSc.
(KMM/DKSV)
Systém zajišťování jakosti podle řady EN ISO 9000 ve výrobě svařovaných konstrukcí. Certifikační místa v České republice a jejich úkoly. Zkoušky materiálů podle národních a mezinárodních předpisů a norem. Zásady provedení návrhu svařované konstrukce z hlediska její kvality a bezpečnosti provozu. Princip výpočtu uzlů svařované konstrukce. Svařitelnost materiálů. Teoretické příčiny vzniku vad ve svarových spojích. Metody hodnocení vad svarových spojů. Řízení jakosti ve výrobě svarků, EN 288, EN 287 část 1 a 2, EN 729 -1 až EN 729 -4. Monitorování a uchování údajů o výrobě svařovaných konstrukcí. System of quality assurance in welded structures production according to EN ISO 9000. Certification bodies in Czech republic and their targets. Testing of materials according to national nad international regulations and standards. Principles of welded structures design from their quality and operational safety point of view. Principles of welded structures nodes dimensioning. Weldability of materials. Theoretical causes of defects initiation in weldments. Methods of weldment defecst evaluation. Quality management at weldments production, EN 288, EN 287 part 1 and 2, EN 729-1,2,3,4. Monitoring and aquisition of data on welded structures production. Odborná literatura: EN 288, EN 287 part 1 and 2, EN 729-1,2,3,4. Způsob zkoušení:
Ústně
Teorie slévání (KMM/DTS) Theory of casting Ing. Miroslav Hála, CSc. Modely a vlastnosti kovových tavenin, proudění kovových tavenin, krystalizace čistých kovů a slitin. Teplotní pole odlitku a formy, tuhnutí odlitků. Vnitřní napětí v odlitcích. Kondenzační zóna v syrových slévárenských formách, plynový režim formy. Pochody na rozhraní odlitek forma. Models and properties of metallic melts,convection of metallic melts, crystalisation of pure metals and alloys. Temperature field of casting and mould, solidification of castings. Internal stresses in castings. Condensing zone in raw moulds, gas regime of mould. Processes at boundary casting-mould. Odborná literatura: Vydra, M.: Teorie slévání, skriptum VŠSE Plzeň ASM Handbook, vol.15, Casting Způsob zkoušení: Ústně
Základní a moderní procesy ve slévárenství Basic and advanced processes of casting Ing. Miroslav Hála, CSc.
(KMM/DMSL)
Technologie výroby odlitků z oceli, litin a neželezných kovů. Výroba forem metodami III. generace (formování v magnetickém poli, vakuové formování, zmrazování forem). Výroba forem metodou vytavitelného modelu, nekonvenční metody odlévání forem. Tavení a lití ve vakuu. Výroba odlitků ze žárupevných slitin niklu. Plazmová metalurgie. Mimopecní vakuová rafinace oceli. Technology of castings production of steel, iron and non-ferrous metals. Production of moulds by means of IIIrd generation methods (moulding in magnetic field, vacuum moulding, freezing of moulds). Moulds production by means of investment pattern method, unconventionalmethod of moulding. Melting and casting in vacuum. Castings production of heat resistant nickel alloys. Plasma metallurgy. Outside furnace vacuum refining of steel. Odborná literatura: ASM Handbook, vol. 15, Casting Způsob zkoušení:
Ústní
Formovací materiály Moulding materials Ing. Miroslav Hála, CSc.
(KMM/DFM)
Ostřiva a pojiva formovacích směsí, vaznost vlhkých křemenných písků, pevnost formovacích směsí jako výsledek adhezivně-kohezivních sil pojiva. Druhy ostřiv a jejich vlastnosti. Pojivové soustavy I. a II. generace. Formovací směsi vázané na fyzikálním principu. Pochody na rozhraní forma/kov a ve slévárenské formě. Zkoušení formovacích směsí. Grogs and binders of moulding mixtures, binding capacity of moist quartz sands, strength of moulding mixtures as a result of adhesive-cohesive forces of binder. Grog kinds and their properties. Binding systems of 1st and IInd generation. Moulding mixtures bound by physical principles. Processes at boundary mould/metal and in casting mould. Testing of moulding mixtures. Odborná literatura: Jelínek, P.: Slévárenské formovací směsi I-III, skriptum VŠB Ostrava Způsob zkoušení:
Ústně
Průmyslové aplikace tenkých povrchových vrstev Industrial applications of thin surface layers Doc. Dr. Ing. Antonín Kříž
(KMM/ATV)
Depoziční a předdepoziční procesy vytváření tenkých vrstev, úprava povrchu před depozicí, výběr jednotlivých tenkých vrstev pro průmyslové aplikace, vlastnosti a aplikace kluzných vrstev na bázi uhlíku. Výběr vhodných materiálů a jejich modifikace pro průmyslové aplikace se zaměřením na řezné nástroje. Analýzy a experimentální metody studia systému tenká vrstva-substrát, jejich princip, možnosti využití výsledků ve spojitosti s požadavky průmyslových aplikací. Integrita povrchu a měření jednotlivých charakteristik z hlediska materiálového inženýrství. Deposition and pro-desposition processes of thin layers production, surface treatment before deposition, choice of single thin layers for industrial application, properties and application of Carbon based sliding layers. Selection of suitable materials and their modification for industrial application with a view to cutting tools. Analyses and experimental methods of systems thin layer-substrate study, their principles, possibility of results utilization in connection with industrial application demands. Surface integrity and measurement of single characteristics from material engineering point of view. Odborná literatura: Callister, W.D.: Materials Science and Engeneering. Utah, 1999, ISBN 0-471-32013-7 ASM Handbook, Volume 2, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose materials,1999, ISBN 0-87170-378-5 ASM Handbook, Volume 5, Surface Engineering, 1999, ISBN 0-87170-378-5 Způsob zkoušení: Další požadavky na studenta:
Ústní zkouška Vypracování zadané rešerše
