Výzkum nových materiálů

Garant předmětu:

Pavel Ctibor

Přednášející:

Pavel Ctibor

Cvičící:

Pavel Ctibor

Předmět zajišťuje:

katedra elektrotechnologie

Anotace:

V předmětu budou probírány okruhy materiálů a jako Piezoelektrika, pyroelektrika a feroelektrika bez olova, Multiferroika, Speciální magnetické prvky, Karbonové materiály a uhlíkové nanomateriály, Bio-inspirované materiály a hybridní organické anorganické materiály, Polymery a kompozity obsahující polymer pro elektrotechniku, Nanovlákna, Kovy (slitiny ODS, HEA) s řízeným obsahem amorfní / krystalické / nanokrystalické hmoty, Kovy s mimořádnými závislostmi elektrického odporu na teplotě, mechanické zatížení a jeho vliv na chování materiálů, Karbidy a nitridy (MAX fáze). Budou diskutovány rozhodující metody pro studium těchto látek - Charakterizace materiálů difrakčními a spektroskopickými technikami, Charakterizace materiálů mikroskopií (SEM, TEM, polarizované světlo, konfokální), Charakterizace materiálů impedančními analyzátory, Modelování a simulace teplotních a el. polí.

Požadavky:

Student musí získat zápočet na základě referátů z laboratorních měření a výsledků testu a složit závěrečnou zkoušku.

Předchozí doporučené znalosti: Fyzika 1,2; Elmag. pole.

Základní znalosti výroby kovů, polovodičů, keramických a polymerních izolantů. Fyzika pevných látek. Charakterizace materiálů.

Doplnit si je může na Moodle z podkladů k předmětům AE0B13NNT, AE1B13MVE a A1B13MVE.

Osnova přednášek:

1. Piezoelektrika, pyroelektrika a feroelektrika bez olova

2. Multiferroika

3. Speciální magnetické prvky

4. Karbonové materiály a uhlíkové nanomateriály

5. Bio-inspirované materiály a hybridní organické anorganické materiály

6. Polymery a kompozity obsahující polymer pro elektrotechniku

7. Nanofibre

8. Kovy (slitiny ODS, HEA) s řízeným obsahem amorfní / krystalické / nanokrystalické hmoty

9. Kovy s mimořádnými závislostmi elektrického odporu na teplotě, mechanické zatížení ...

10. Karbidy a nitridy (MAX fáze)

11. Charakterizace materiálů difrakčními a spektroskopickými technikami

12. Charakterizace materiálů mikroskopií (SEM, TEM, polarizované světlo, konfokální)

13. Charakterizace materiálů impedančními analyzátory

14. Modelování a simulace

Osnova cvičení:

Cíle studia:

V předmětu se uplatní impedanční analyzátor Keysight NO Concept 70, který bude souběžně využíván i pro výuku dalších předmětů, např. doktorského předmětu Fyzika dielektrik. Ve cvičeních 2, 4 a 7 se uplatní rozsah přístroje zahrnující frekvence od 1 MHz do 3 GHz a tepoty od -160 do +400°C. Jeho prostřednictvím bude možno proměřit keramická dielektrika různých vlastností, včetně extrémně nízkoztrátových a včetně látek s transformačními teplotami v řádově stovkách stupňů Celsia. Studenti tak budou obeznámeni s měřením a vyhodnocováním výsledků z přístroje patřícího ve své třídě k absolutní světové špičce.

Studijní materiály:

[1] Michel W. Barsoum: MAX Phases:Properties of Machinable Ternary Carbides and Nitrides, Wiley, 2013, ISBN: 978-3-527-33011-9.

[2] Jiri George Drobny: Polymers for Electricity and Electronics: Materials, Properties, and Applications, Wiley, 2012, ISBN: 978-0-470-45553-1.

[3] B.S. Murty, Jien-Wei Yeh, S. Ranganathan, High-Entropy Alloys, 1st Edition, Elsevier, 2014, ISBN: 9780128002513.

[4] Yury Gogotsi, Volker Presser, Carbon Nanomaterials, 2nd Edition, CRC press (Taylor & Francis Group), Boca Raton, FL, USA, 2017, ISBN 9781138076815.

[5] Junling Wang: Multiferroic Materials: Properties, Techniques, and Applications, CRC press (Taylor & Francis Group), Boca Raton, FL, USA, 2017.

Poznámka:

Obsah předmětu lze přizpůsobit individuálnímu plánu doktoranda.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Doktorské studium, prezenční forma (povinně volitelný předmět)
• Doktorské studium, kombinovaná forma (povinně volitelný předmět)