PREDMETI

Cilji

Cilj predmeta je študenta usposobiti za samostojno načrtovanje, izvajanje in kritično vrednotenje karakterizacije sodobnih kovinskih materialov, nanomaterialov, biomaterialov, površin, prevlek in mejnih površin. Študent razvije naslednje kompetence: 1. Poglobljeno razumevanje povezav med izdelavo, kemijsko sestavo, mikrostrukturo, površinskimi lastnostmi in funkcionalnim obnašanjem kovinskih materialov. 2. Samostojna izbira ustreznih in komplementarnih karakterizacijskih metod glede na raziskovalno vprašanje. 3. Načrtovanje priprave vzorcev in merilnega postopka z upoštevanjem možnih artefaktov, omejitev metod in merilne negotovosti. 4. Kritična interpretacija mikroskopskih, spektroskopskih, difrakcijskih, mehanskih in tridimenzionalnih podatkov. 5. Povezovanje rezultatov, pridobljenih z različnimi metodami in na različnih prostorskih ravneh. 6. Samostojno in skupinsko raziskovalno delo ter reševanje kompleksnih raziskovalnih problemov. 7. Znanstveno utemeljeno poročanje in predstavljanje rezultatov strokovnjakom različnih disciplin. 8. Odgovorno ravnanje z raziskovalnimi podatki in kritična uporaba digitalnih orodij ter umetne inteligence.

Predmetnik

1. Kristalna zgradba, fazna sestava, kristalne napake in mikrostruktura kovin ter zlitin. 2. Povezave med kemijsko sestavo, procesiranjem, mikrostrukturo in lastnostmi kovinskih materialov. 3. Elastična in plastična deformacija, dislokacije, mehanizmi utrjevanja, utrujanje, lezenje, lom in obraba. 4. Mehanske lastnosti in metode mehanskega preizkušanja na makro, mikro in nanometrski ravni, vključno z mikrotrdoto in nanovtiskovanjem. 5. Metalografska priprava vzorcev, svetlobna mikroskopija ter kvantitativna analiza mikrostrukture. 6. Vrstična in presevna elektronska mikroskopija, SEM in TEM, priprava vzorcev ter interpretacija slik. 7. Kemijska mikroanaliza z EDS in WDS ter prostorsko kartiranje kemijske sestave. 8. Kristalografska in fazna karakterizacija z XRD, GIXRD, EBSD in elektronsko difrakcijo. 9. Karakterizacija površin, tankih in ultratankih plasti, oksidnih plasti, korozijskih produktov, mejnih površin in segregacij z metodami XPS, AES, SIMS in ToF SIMS. 10. Tridimenzionalna in nedestruktivna karakterizacija z rentgensko mikro računalniško tomografijo. 11. Priprava ciljnih mest in mikrolamel s fokusiranim ionskim curkom ter povezovanje metod FIB, SEM in TEM. 12. Karakterizacija aditivno izdelanih kovinskih materialov, predvsem materialov, izdelanih s postopki laserskega in elektronskega taljenja prašne postelje. 13. Karakterizacija kovinskih biomaterialov, medicinskih vsadkov ter mejnih površin med biomaterialom in biološkim sistemom. 14. Analiza poškodb, tribokorozije, obrabnih delcev, korozijskih produktov in vzrokov odpovedi kovinskih komponent. 15. Korelativna in večmodalna karakterizacija, povezovanje podatkov različnih prostorskih skalah ter izbira primerne kombinacije metod. 16. Osnove zagotavljanja kakovosti meritev, kalibracije, ponovljivosti, merilne negotovosti in kritičnega vrednotenja rezultatov. 17. Digitalna obdelava slik in podatkov, statistična analiza ter odgovorna in pregledna uporaba metod umetne inteligence pri karakterizaciji materialov. 18. Samostojno načrtovanje raziskave za izbrani kovinski material, izbira metod, interpretacija rezultatov ter priprava znanstveno utemeljenega poročila.