Materiály pro výkonovou elektrotechniku

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra elektrotechnologie

Anotace:

V předmětu se student seznámí s fyzkálním popisem základních vlastností a základními typy materiálů pro elektrotechniku. Jsou uvedeny typy vodičů, supravodičů, izolantů, magnetik a polovodičů, které se používají ve výkonové elektrotechnice. Důraz je kladen na souvislosti mezi vlastnostmi, technologií a využitím. Hlouběji se student seznámí s vybranými typy organických a anorganických izolantů, zejména s elektrotechnickou keramikou, s vlastnostmi slídy a slídových izolanů, skla a jeho aplikacemi, s ekologickým vodivým spojováním v elektrotechnice, s materiály pro tenké a tlusté vrstvy a s vybranými nanomateriály a jejich aplikacemi.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD1B13MVE

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A1B13MVE

Požadavky:

Účast na cvičení je povinná. Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. U zkoušky bude požadována znalost odpřednášené látky, vybraných studijních materiálů (viz Moodle) a látky probrané ve cvičeních.

Osnova přednášek:

1. Vodiče, volné elektrony v kovu, kov při různých teplotách, elektrická a tepelná vodivost. Supravodivost.

2. Souvislost vodivých vlastnotí s technologií. Základní kovy užívané v elektrotechnice a jejich slitiny.

3. Wirebonding. Materiály a výroba plošných spojů. Bezolovnaté pájení a elektricky vodivé lepení.

4. Materiály pro tenké vrstvy a substráty pro tenké vrstvy. Příprava, typy a aplikace tenkých vrstev.

5. Materiály pro tlusté vrstvy a substráty pro tlusté vrstvy. Příprava, typy a aplikace tlustých vrstev.

6. Materiály, výroba a aplikace vláknových optických vlnovodů. Materiály pro zdroje a detektory.

7. Fyzikální základy magnetizmu, dia-, para-, fero-, feri- a antiferomagnetika.

8. Teplotní závislost vlastností feromagnetik, tvrdé a měkké magnetické materiály, aplikace.

9. Typy polovodičů. Teplotní závislost vodivosti příměsového polovodiče. Transportní jevy.

10. Polovodiče a jejich aplikace v elektronice, technologie výroby objemových polovodičů.

11. Dielektrika a izolanty. Polarizační procesy ve střídavém elektrickém poli. Ztráty v dielektriku.

12. Elektrická pevnost izolantů. Klasifikace dielektrik a izolantů a jejich aplikace v elektrotechnice.

13. Polymery, struktura, typy, vlastnosti, stárnutí, aplikace.

14. Nanomateriály a smart materiály.

Osnova cvičení:

1.Objasnění jednotlivých úloh.

2.Demonstrace vybraných typů úloh.

3.Měření anizotropie Si plechů.

4.Měření vlastností polovodičového křemíku.

5.Mechanické vlastnosti tuhých látek.

6.Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na teplotě.

7.Test.

8.Dielektrické vlastnosti tuhých látek v závislosti na kmitočtu.

9.Měření resistivity izolantů.

10.Měření elektrické pevnosti izolačních fólií.

11.Měření kvality kontaktů mezi tenkými a tlustými vrstvami.

12.Měření vybraných vlastností tlustých vrstev.

13.Rezerva, doměřování.

14.Zápočet.

Cíle studia:

Cílem je poznat strukturu a vlastnosti základních materiálů používaných ve výkonové elektrotechnice a seznámit se s měřením těchto vlastností. Získané znalosti jsou nezbytné pro navazující předměty technologického charakteru.

Studijní materiály:

Shukla, R. K., Sigh, A.: Electrical Engineering Materials. Tata McGraw Hill Education Private LTD. 2012

Pokharel B. P., Karki, N. R.: Electrical Engineering Materials. Alpha Science International LTD. 2007

Basak, T. K.: Electrical Engineering Materials. New Age Science LTD. 2009

MIT OpenCourseWare, http://ocw.mit.edu/courses/find-by-topic/

Poznámka:

Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce. Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B1B13MVE

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika 2016 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management 2016 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - před rozřazením do oborů (povinný předmět programu)