Fyzika materiálů II

Sylabus

1. Difuzní procesy: Definice a význam difuze, typy difuze, základní mechanismy. Atomová teorie difuze (kmity krystalové mříže, náhodné přeskoky a střední kvadratické přemístění atomů, intersticiální difuze, odvození I. Fickova zákona, difuze vakančním mechanismem, vliv teploty na rychlost difuze). Fenomenologická teorie difuze (Fickovy zákony, Fickovy experimenty, řešení difuzních rovnic). Urychlení difuze mřížovými poruchami. Vzájemná difuze - Kirkendallův jev.

2. Statické zotavení (bodových poruch, dislokační substruktury) a rekrystalizace: Způsoby termomechanického zpracování kovů. Průběh odpevnění při izotermickém žíhání. Fáze zotavení bodových poruch. Fáze zotavení dislokační substruktury, polygonizace. Metody zkoumání zotavení (měření elektrického odporu, DSC). Statická rekrystalizace (nukleace a růst nových zrn, vliv legujících prvků a sekundárních fází, kinetika rekrystalizace-Avramiho rovnice). Sekundární rekrystalizace (podmínky vzniku, vliv na vlastnosti materiálu). Počítačové modely, mikromodely (Monte Carlo, celulární modely, počítačové Avramiho modely), makromodely.

3. Dynamické zotavení a rekrystalizace: Srovnání se statickými procesy. Charakteristické průběhy deformačních křivek, závislost na relativní rychlosti deformace vůči rychlosti rekrystalizace. Definice Zener-Hollomonova parametru. Vývoj mikrostruktury při dynamické rekrystalizaci. Nukleace výduťovým mechanismem. Model pro pohyb hranice zrna. Počítačové modely.

4. Creep kovových materiálů: Mechanismy creepu. Creepový test. Fáze creepové křivky (přechodový, ustálený, terciární creep). Konstitutivní rovnice používané pro creep. Model difuzního creepu (Nabarro-Herringův, Cobleův). Model dislokačního creepu. Creepový lom. Možnosti zvýšení odolnosti vůči creepu.

5. Únava a lom: Pojem únavy. Únavové poškození. Únavové zkoušky, faktory ovlivňující únavovou životnost. Iniciace a šíření únavových trhlin. Lom (tvárný a křehký lom, lomová mechanika).

6. Koroze: Chemická koroze kovů, Pillingovo-Bedworthovo pravidlo, termodynamika a kinetika elektrochemické koroze, imunita, aktivita, pasivita, vybrané formy koroze, bodová a štěrbinová koroze, interkrystalická koroze, korozní praskání.

7. Radiační poškození a zpevnění po ozáření: Druhy záření. Interakce záření s hmotou. Kaskády vyražených atomů. Zóna poškození. Účinné průřezy prvků (příměsí). Účinky záření na materiály. Mechanické vlastnosti ozářených materiálů (vliv na mez kluzu, tažnost, creep a únavové vlastnosti). Vliv teploty při ozařování.

Anotace

Hranice zrn, struktura hranic, modely zpevnění hranicemi zrn.

Statické zotavení bodových poruch a dislokační struktury, mechanismy odpevnění, statická rekrystalizace, sekundární rekrystalizace.

Dynamické zotavení a rekrystalizace.

Vysokoteplotní deformace, creep a strukturní superplasticita - mikromechanismy.

Zpevnění po ozáření a radiační poškození.

Únava a únavové porušení, únavové zkoušky, mechanismy šíření únavových trhlin, lom.

Mechanismy chemické a elektrochemické koroze, termodynamika a kinetika koroze, imunita, aktivita, pasivita, korozní praskání.

Tuhnutí a růst krystalů