materiály technické...
TRANSCRIPT
Materiály technické praxe1 – úvod a vazebné síly
Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.
Č. Téma
1 Atomové potenciály, typy vazeb a hlavní skupiny materiálů
2 Materiály s plastickou deformaci (kovy), kovová skla, kovové pěny
3 Křehké materiály (keramika a skla)4 Reologické modelování (polymerní materiály)5 Kompozity6 Výběrové diagramy, materiálové indexy, volba optimálního materiálu a postupu,
objem výroby
7 Opticky aktivní materiály8 Biomateriály, Biomimetika9 Chytré materiály, elektroaktivní polymery10 Materiály s tvarovou pamětí, hierarchické, funkčně gradované m., nanomateriály,
nanostrukturovaný povrch
11 Materiály na pomezí fází – pěny, suspenze, gely, nenewtonovské kapaliny, aerogely,
plošné a vláknové materiály
12 3D tisk. Postup od tvorby 3D modelu, přes data k produktu, aditivní výroba
13 Degradace a recyklace, energetická náročnost
Témata přednášek
Doporučená literatura
J. Pluhař: Nauka o materiálech, SNTL
L. Ptáček: Nauka o materiálu I a II, CERM
M. Raab: Materiály a člověk, Encyklopedický dům
M. Miodownik: Neobyčejné materiály, Argo, 2016
ISBN-13: 9781856174978
Materials and Design
Dějinné epochy
čas
Měr
ná
pev
no
st
(měrná pevnost=pevnost/hustota)
Dějinné epochy
Konkurence mezi materiály
ocel Slitina hliníku Kompozit s uhlíkovými vlákny
x
„Forma následuje funkci “W. Gropius, Bauhaus
NE!Forma následuje materiál!
Vlastnosti materiálů
Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti
Základní schéma nauky o materiálech
Struktura
Vlastnosti Zpracování
(technologie)
Přístup vědy
Přístup praxe
Materiály jako hierarchická struktura
Struktura
Vlastnosti Zpracování
(technologie)
atomové modely - motivace
=::
Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti
Kuličko-pružinový model pevné látky
Základní atomové vazby
• Primární• Iontová
• Kovalentní
• Kovová
• Sekundární• Vodíkové můstky
• Van der Waalsovy síly
Hlavní třídy materiálů:- Keramika a sklo- Kovy- Polymery
Periodická tabulka prvků
Elektronegativita prvků
Vazby mezi atomy - iontová
Vazby mezi atomy - kovalentní
SiC
Hybridizace
Vazby mezi atomy – kovová vazba
Důsledek vazby na houževnatost
Molekulární vazby – vodíkové můstky
Molekulární vazby – van der Waalsovy síly
grafit
Kuličko-pružinový model pevné látky
Vazebný potenciál
potenciál - vlastnosti
potenciál - vlastnosti
teplotní roztažnost
• nesouměrnost potenciálu
• úzkost potenciálu
Keramika a sklo
(Iontová & kovalentní vazba):
Kovy
(Kovová vazba):
Polymery(Kovalentní & Sekundární):
Vysoká vazebná energievysoká Tm
vysoké Enízké a
Směrové vlastnostiSekundární vazby dominují
nízké Tmnízké E
vysoké a
SHRNUTÍ:
Vysoká a střední vazebná energievysoká a střední Tm
střední Estřední a