Characterization of Particles and Microstructures - AM107013
Anglický název: Characterization of Particles and Microstructures
Zajišťuje: Ústav skla a keramiky (107)
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
Body: zimní s.:5
E-Kredity: zimní s.:5
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:3/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 10 / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: navazující magisterské
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min.
Termíny zkoušek   
Anotace -
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (15.02.2018)
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 náhodných řezů. Dvě přednášky se týkají i slinování částic a disperzních soustav, včetně suspenzí a nanofluidů a metod charakterizace jejich elektrokinetického chování. Předmět je vhodný pro studenty všech oborů chemie a materiálové vědy a technologie. Lze ho doporučit všem, v jejichž práci je nutno charakterizovat soustavy částic nebo mikrostruktury heterogenních materiálů.
Výstupy studia předmětu - angličtina
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (22.02.2018)

Students will be able to:

correctly use all concepts related to the size and shape of particles, grains and pores,

correctly interpret size distributions of particles, grains and pores based on the statistics of small particles,

understand the relations between particles, disperse systems and granular microstructures,

use the correct terminology for the presentation of results and understand the theoretical fundamentals of common characterzation methods for particles and microstructures to the degree necessary to take full advantage of the current special literature in the field,

make qualified choices of suitable methods for the characterization of particles, disperse systems and the microstructure of heterogeneous materials, including porous materials, and correctly use these methods,

correctly apply stereological relations for the quantitative characterization of microstructures and integral transformations for correcting the random section problem when determining size distributions.

Literatura - angličtina
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (14.01.2018)

R - Allen T.: Particle Size Measurement (two volumes, fifth edition). Chapman & Hall, London 1997. (ISBN 0-412-75350-2).

R - van de Hulst H. C.: Light Scattering by Small Particles. Dover, New York 1981. (ISBN 0-486-64228-3).

R - Xu R.: Particle Characterization - Light Scattering Methods. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2000. (ISBN 1-4020-3-0357-9).

R - Gregg S. J., Sing K. S. W.: Adsorption, Surface Area and Porosity (second edition). Academic Press, London 1982. (ISBN 0-12-300956-1).

R - Russ J. C., Dehoff R. T.: Practical Stereology (second edition). Kluwer Academic, New York 2000. (ISBN 0-306-46476-4).

Studijní opory - angličtina
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (22.02.2018)

Pabst W., Gregorová E.: Characterization of particles and particle systems. VŠCHT Praha 2007 (accesssible via

http://www.vscht.cz/sil/keramika/Characterization_of_particles/CPPS%20_English%20version_.pdf ).

Pabst W., Gregorová E., Uhlířová T.: Microstructure characterization via stereological relations — A shortcut

for beginners (accessible via https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044580315001291/pdfft?md5=67921b46354613a1ca14786d6894f8fe&pid=1-s2.0-S1044580315001291-main.pdf )

Sylabus -
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (15.02.2018)

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, míra lokální tloušťky (Hildebrand-Ruegsegger)

13. Určení velikosti zrn rentgenovou difrakcí a maloúhlový rozptyl (SAXS, SANS)

14. Rtuťová porozimetrie, a jiné metody charakterizace mikrostruktury porézních materiálů

Vstupní požadavky - angličtina
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (15.02.2018)

In order to enroll for this course the student must have a bachelor (B.Sc.) or comparable degree in chemistry, materials science and technology or a related field.

Podmínky zakončení předmětu - angličtina
Poslední úprava: Pabst Willi prof. Dr. Dipl. Min. (14.02.2018)

In order to become eligible for classification the student has to pass a written qualification test. The final exam is oral and concerns the content of the whole lecture course.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1,5 42
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 2 56
5 / 5 140 / 140
Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 30
Zkouškový test 30
Ústní zkouška 40