Vlastnosti a technologie materiálů

Přednášející:

Cvičící:

Anotace:

Předmět navazuje na předmět Materiály pro elektrotechniku a vysvětluje podstatu technologií zpracování, koroze, deformace a stárnutí materiálu v průběhu výroby a provozu elektrických obvodů, odporů, dielektrik, optoelektronických dílů, měničů, supravodičů, polovodičů, magnetik a speciálních materiálů. Procesy jsou vysvětleny ve vztahu k vnitřním jevům jako difúze, krystalizace nebo rekrystalizace.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Vztah mezi technologií zpracování a vlastnostmi materiálu. Difúze při zpracování materiálu. Řešení 2. Fickova zákona, aktivační energie difúze.

2.Fázové přeměny: nukleace, rychlost. Planární a dendridický růst, usměrněná krystalizace, základní metody pěstování monokrystalů. Rovnovážné diagramy C, Pb-Sn, Fe-C, Ga-As, Al-Si, ternární.

3.Tepelné zpracování materiálu, pásmová rafinace, precipitace, tvarová paměť. Slitiny pro elektrotechniku, kovová skla. Tváření: změny struktury a vlastností, rekrystalizace.

4.Metody litografie, elektrochemické, selektivní a anizotropní leptání, svazkové technologie. Mikromechanika. MEMS.

5.Pájení: metody, pájky, tavidla. Svařování: tlakem, tavné, termokomprese, fyzikální. Lepení: princip, el.vodivá lepidla. Prášková technologie. Kompozity.

6.Tenké vrstvy. Elektrická vodivost vrstev, vakuové napařování, katodové naprašování, CVD, MBE, LPE, vrstvy monomolekulární.

7.Chemická a elektrochemická koroze, ochrana proti korozi, stárnutí polymerů.

8.Technologie materiálů spojů a kontaktů. Odpor kontaktu, znečištění, regenerace. Technologie materiálů plošných spojů. Hybridní obvody: desky, vodivé, odporové a isolační vrstvy. Technologie materiálů kondenzátorů.

9.Technologie materiálů pro snímače a akční členy, materiály pro inteligentní systémy. Technologie materiálů pro displeje typu CRT, LCD a TFT.

10.Technologie materiálů pro optoelektroniku: vláknové a planární vlnovody, optické ztráty, zdroje záření a fotodetektory.

11.Technologie materiálů nízko- a vysokoteplotních supravodičů.

12.Technologie polovodičových materiálů a PN přechodů.Výroba křemíku a sloučenin pro polovodiče, vytváření PN přechodů difuzí, iontovou implantací, MBE a CVD, kontaktování polovodičů.

13.Mechanismy poškozování materiálů v mikroelektronice. Elektromigrace, spolehlivost SiO2-Si rozhraní a pájených spojů. Zapouzdřování do polymerů a keramiky.

14.Výroba magneticky měkkých a tvrdých kovů, feritů, zpracování materiálů pro záznam informací.

Osnova cvičení:

1. Bezpečnost práce v laboratořích, přehled laboratorních úloh

2. Měření kinetiky rozvoje deformací při zatížení elektrovodných kovů

3. Svařování elektrickým obloukem - praktické cvičení

4. Obrábění soustružením, frézováním a broušením

5. Vliv deformačního zpevnění na mechanické vlastnosti elektrovodné mědi

6. Experimentální stanovení teplot likvidu a solidu měkké pájky

7. Měření elektrických vlastností vodivých polymerních kompozitů

8. Mikroskopické hodnocení průběhu krystalizace polypropylenu v reálném čase

9. Měření statických hysterezních smyček různě zpracovaných magnetik

10. Experimentální stanovení distribuce koncentrace příměsí v monokrystalu křemíku

11. Experimentální stanovení difúzního koeficientu příměsí v křemíku

12. Měření teplotní závislosti permitivity dielektrik a feroelektrik různého složení

13. Měření teplotní závislosti permeability feritů

14. Zápočtový test

Cíle studia:

Studijní materiály:

1)Bouda,V.-Mach,P.-Petr,J.-Štupl,K.: Vlastnosti a technologie materiálů. FEL ČVUT 1998.

2)Bouda,V. - Mach,P. - Hampl,J.: Properties and Processing of Materials. FEL ČVUT 1999.

3)Hampl,J. - Bouda,V.: Materials for Electrotechnics. Skripta ČVUT 2000.

4)Kousal, J. - Pícha, - Pilarčíková I. - Sedláček, J.: Vlastnosti a technologie materiálů, Cvičení, skriptum, FEL ČVUT, Praha (2000)

5)Sedláček, J.: Properties and Processing of Materials, Exercises, skriptum, FEL ČVUT, Praha (2002)

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 19+4

Typ cvičení: l

Tento předmět je nabízen také v anglické verzi.

Doporučený předmět S pro obor Elektronika a sdělovací technika.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• ZB po rozdělení do oborů - Elektronika a sdělovací technika (povinně volitelný předmět)
• Silnoproudá elektrotechnika-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Elektronika a sdělovací technika-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Kybernetika a měření-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Výpočetní technika-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Společný plán pro základní blok (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Silnoproudá elektrotechnika-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Výpočetní technika-bakalářský blok (předmět základní etapy)
• Elektronika a sdělovací technika-bakalářský blok (předmět základní etapy)