Charakterizace částic a mikrostruktur
Přednáška
Cvičení/laboratoř
2020,
letní semestr
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Po
Út
St
Čt
Pá
| Kredity | 4 |
| Rozsah | 2 / 1 / 0 |
| Examinace | Z+Zk |
| Jazyk výuky | čeština |
| Úroveň | [] |
| Garant |
Ing. Eva Gregorová, CSc. prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst |
Anotace
Předmět podává přehled o metodách charakterizace částic, částicových soustav a mikrostruktur heterogenních materiálů, včetně nanočástic, nanokrystalických a nanoporézních materiálů. V první části jsou přesně definovány parametry velikosti, tvaru a uspořádání malých částic, zrn a pórů v mikrostruktuře materiálů, a podrobně je probrána statistika malých částic, zrn a pórů, včetně kvantilů, středních hodnot, momentů a momentových poměrů. V druhé části jsou detailně probrány jednotlivé metody charakterizace částic, zrn a pórů, od sedimentačních metod přes laserovou difrakci, dynamický rozptyl světla, obrazovou analýzu, rentgenovou difrakci, adsorpční metody a rtuťovou porozimetrii až k méně obvyklým metodám charakterizace částic a mikrostruktur. Zvláštní důraz je kladen na vyhodnocení planárních řezů mikrostruktury za použití stereologických vztahů a integrálních transformací ke korekci problému nahodilých řezů. Část předmětu se zabývá disperzními soustavami, včetně suspenzí a nanofluidů a metodami charakterizace jejich elektrokinetického chování. Předmět je vhodný pro studenty všech oborů a lze ho doporučit všem, v jejichž práci je nutno charakterizovat soustavy částic nebo mikrostruktury heterogenních materiálů.
Sylabus
1. Úvod (ekvivalentní a statistické míry velikosti částic a nanočástic)
2. Velikost, tvar a povrch částic a nanočástic, zrn a pórů; fraktály
3. Uspořádání částic a slinování
4. Statistika malých částic I: Empirická rozdělení a statistická charakteristika
5. Statistika malých částic II: Analytické funkce rozdělení, momenty, momentové poměry
6. Sedimentační analýza, suspenze, nanofluidy a aerosoly
7. Adsorpce plynů a její využití pro charakterizaci částic a porézních materiálů
8. Laserová difrakce I: Teorie (od Maxwellovy teorie k Mieově teorii, Fraunhofer, Rayleigh)
9. Laserová difrakce II: Praktické použití a možnosti aplikace
10. Dynamický rozptyl světla (DLS) pro nanočástice a jiné metody charakterizace částic a suspenzí (ELS, OPC, ESA)
11. Stereologická charakterizace mikrostruktur pomocí mikroskopické obrazové analýzy
12. Určení rozdělení velikosti zrn a pórů, tomografické metody
13. Určení velikosti zrn rentgenovou difrakcí a maloúhlový rozptyl (SAXS, SANS)
14. Rtuťová porozimetrie, termoporometrie a jiné metody (NMR, PAS)
Literatura
Z - Allen T.: Particle Size Measurement (two volumes, fifth edition). Chapman & Hall, London 1997. (ISBN 0-412-75350-2).
Z - van de Hulst H. C.: Light Scattering by Small Particles. Dover, New York 1981. (ISBN 0-486-64228-3).
Z - Xu R.: Particle Characterization - Light Scattering Methods. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2000. (ISBN 1-4020-3-0357-9).
Z - Gregg S. J., Sing K. S. W.: Adsorption, Surface Area and Porosity (second edition). Academic Press, London 1982. (ISBN 0-12-300956-1).
Z - Russ J. C., Dehoff R. T.: Practical Stereology (second edition). Kluwer Academic, New York 2000. (ISBN 0-306-46476-4).
Z - van de Hulst H. C.: Light Scattering by Small Particles. Dover, New York 1981. (ISBN 0-486-64228-3).
Z - Xu R.: Particle Characterization - Light Scattering Methods. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2000. (ISBN 1-4020-3-0357-9).
Z - Gregg S. J., Sing K. S. W.: Adsorption, Surface Area and Porosity (second edition). Academic Press, London 1982. (ISBN 0-12-300956-1).
Z - Russ J. C., Dehoff R. T.: Practical Stereology (second edition). Kluwer Academic, New York 2000. (ISBN 0-306-46476-4).