Nabídka studijních předmětů

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