Smart materiály a jejich využití

Garant předmětu:

Zdeněk Potůček

Přednášející:

Zdeněk Potůček, Petr Sedlák

Cvičící:

Zdeněk Potůček, Petr Sedlák

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Cíle předmětu:

Seznámení s mikroskopickou podstatou fyzikálních vlastností smart materiálů, metodami jejich numerických simulací a způsoby jejich ovlivňování, aby splňovaly požadavky nezbytné pro jednotlivé praktické aplikace.

Obsahové zaměření:

Přehled smart materiálů a možností jejich využití, objasnění vztahů mezi fyzikálními vlastnostmi a strukturou smart materiálů, metody ovlivňování, zkoumání a numerických simulací jejich vlastností.

Požadavky:

Základní znalosti ze struktury pevných látek, teorie pevných latek, fyziky dielektrik a optických vlastností pevných látek.

Osnova přednášek:

Základní témata:

1.Tepelné, elektrické, mechanické a optické vlastnosti pevných látek, symetrie krystalů, tenzorový popis fyzikálních vlastností.

2.Vliv fázových přechodů na fyzikální vlastnosti smart materiálů.

3.Materiály měnící barvu ? fotochromní, termochromní a elektrochromní jev.

4.Luminiscenční materiály a jejich využití.

5.Piezoelektrické materiály - měniče, snímače, přesná polohovací zařízení, miniaturní ultrazvukové motorky, adaptivní mechanické tlumiče.

6.Vodivé polymery a dielektrické elastomery pro umělé svaly.

7.Feroelektrické materiály, feroelektrické a optické paměti.

8.Slitiny s tvarovou pamětí - jev tvarové paměti, třídy martenzitických transformací, mikrostruktura martenzitických fází, metody pozorování martenzitických fázových transformací, pseudoelasticita, pseudoplasticita, numerické simulace chování slitin s tvarovou pamětí.

9.Použití slitin s tvarovou pamětí ? zařízení pro pasivní a aktivní tlumení vibrací, adaptivní kompositní systémy, biomedicínské aplikace, chirurgické nástroje, aplikace v kosmonautice a letectví, umělá svalová vlákna, termostaty.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Přehled smart materiálů a možností jejich využití, pochopení mikroskopické podstaty jejich fyzikálních vlastností, vztahů mezi fyzikálními vlastnostmi a strukturou smart.

Schopnosti:

Optimalizace či vývoj nových smart materiálů vycházející z adekvátních teoretických modelů za účelem nalezení materiálů s fyzikálními vlastnostmi požadovanými pro jednotlivé aplikace.

Studijní materiály:

Základní:

[1]Encyclopedia of Smart Materials, Ed.: M. Schwartz, 2002, John Wiley & Sons.

[2]Shape Memory Materials, Eds.: K. Otsuka, C. M. Wayman, 1998, Cambridge University Press.

Doporučená:

[3]Zhong-lin Wang, Z. C. Kang: Functional and Smart Materials: Structural Evolution and Structure Analysis, 1998, Plenum Press.

[4]Jasprit Singh: Smart Electronic Materials: Fundamentals and Applications, 2005, Cambridge University Press.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: