Detail předmětu

Úvod do materiálových věd a inženýrství

FSI-BUMAk. rok: 2026/2027

Kurz využívá vybrané poznatky z fyziky, chemie, fyzikální chemie a matematiky. Jeho náplní je výklad o vnitřní stavbě látek, krystalické struktuře pevných látek, krystalické mřížce a jejich charakteristikách. Dále je studována termodynamika materiálů, difúze, rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti. Deformační a lomové chování materiálů, mechanismy zpevňování a odpevňování, strukturní charakteristiky, mechanické charakteristiky při statickém, rázovém a cyklickém namáhání. Probrané mechanizmy jsou dále prezentovány na skupinách materiálů podle jejich základních aplikačních charakteristik.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Vstupní znalosti

Všeobecné znalosti z matematiky, fyziky a chemie ze střední školy. Základní všeobecné znalosti o chování materiálů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení předmetu je bodové dle ECTS, celkový maximální zisk je 100 bodů. Ze cvičení lze získat maximálne dvacet bodů, ze zkoušky lze získat maximálně 80 bodů. 

Podmínky udělení zápočtu. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení na základě domácí přípravy na cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Příprava na cvičení je kontrolována  dvěma zápočtovými písemkami.Oba tyto testy musí student úspěšně absolvovat. Opravovat lze v náhradním termínu pouze jeden z těchto testů.

Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.

Učební cíle

Kurz poskytuje informaci o vnitřní stavbě, struktuře a fyzikální podstatě procesů technologického zpracování materiálů. Výuka je vedena tak, aby student pochopil vztahy mezi chemickým složením, zpracováním, strukturou a vlastnostmi materiálu, směrodatnými pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití.
Studenti získají přehled o podstatě fyzikálně chemických procesů, které se rozhodující měrou podílejí na komplexu užitných vlastností materiálů. Tyto znalosti jsou nezbytné jako podklad pro studium předmětu "Struktura a vlastnosti materiálů".

Studijní opory

Prezentace přednášek, zadání cvičení a další podpůrné materiály jsou dostupné na e-learningu předmětu. 

Základní literatura

Ashby, F. M. - Jones, D. R. H. Engineering Materials I, II Pergamon Press Ltd.,England, 1989 
Callister,W.D. (Jr.) Material Science and Engineering, An Introduction.John Wiley Ions, Inc., New York, 1994; 2003
DOWLING, E.N. Mechanical Behavior of Materials.
OHRING, M. Engineering Materials Science.

Doporučená literatura

ASKELAND, Donald R., et al. The science and engineering of materials. 2003.
PLUHAŘ, J. A KOLEKTIV. Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989.
PTÁČEK L., A KOLEKTIV. Nauka o materiálu I. CERM, Brno, 2003.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-ENE-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program B-FIN-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný, základní teoretický předmět profilujícího základu
  • Program B-MAI-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program B-MET-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program B-PDS-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program B-PRP-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
    specializace KSB , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
    specializace SSZ , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
    specializace STG , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu

  • Program B-ZSI-P bakalářský

    specializace STI , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
    specializace MTI , 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu

  • Program DES_B bakalářský 1 ročník, letní semestr, volitelný
    2 ročník, letní semestr, volitelný
    3 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Osnova

  1. Struktura hmoty
  2. Termodynamika a popis rovnováh
  3. Kinetika a fázové diagramy
  4. Diagramy s polymorfní přeměnou
  5. Tuhnutí, krystalizace
  6. Reakce v tuhém stavu
  7. Mechanické vlastnosti I
  8. Mechanické vlastnosti II
  9. Mechanické vlastnosti III
  10. Konstrukční materiály, kovy
  11. Nekovové anorganické konstrukční materiály.
  12. Organické konstrukční materiály
  13. Degradační procesy
  14. Další fyzikální vlastnosti materiálů, analytické techniky materiálového inženýrství

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Osnova

  1. Mikroskopie
  2. Materiálografie
  3. Krystalografie
  4. Rovnovážné fázové diagramy 1
  5. Termická analýza
  6. Rovnovážné fázové diagramy 2
  7. Rovnovážné fázové diagramy 3
  8. Diagram metastabilní soustavy Fe-Fe₃C
  9. Tahová zkouška
  10. Zkoušky tvrdosti
  11. Zkouška rázem v ohybu
  12. Degradační procesy – únava
  13. Shrnutí – komplexní analýza konstrukčních materiálů