Bakalářský studijní program

Obor materiálové inženýrství leží na rozhraní přírodních věd – fyzikální chemie, technických věd a výrobní technologie, přičemž z uvedených oborů čerpá základní poznatky, usiluje o jejich vzájemné propojení a jejich následné využití v praxi.
Zahrnuje, objasňuje a systematicky využívá poznatky o technologii materiálů, jejich struktuře a vlastnostech k tomu, aby navrhl co nejúčelnější aplikaci a využití vlastností příslušných materiálů v konstrukcích a zařízeních a systémech, dnes téměř ve všech oborech lidské činnosti.

Obor bakalářského studia materiálového inženýrství je zaměřen na kovové materiály a jejich slitiny, keramické materiály a kompozity, materiály pro elektrotechniku, polymerní materiály zahrnující plasty a pryže, a též na skla a přírodní materiály. Kromě toho je studium proporcionálně orientováno na pokročilé kovové slitiny, intermetalické látky, pokročilé keramické materiály, keramické a polymer-keramické kompozity, skelné a sklo-keramické materiály, a to jak v základních stavech, tak i v účelových kombinacích.
Systém výuky je pro všechny materiály podřízen schématu, které zahrnuje základní popis výrobní technologie, popis a způsob stanovení fyzikálních, chemických a mechanických vlastností, včetně jejich vztahů ke struktuře spolu s možnostmi aplikace získaných poznatků ve společenské praxi.

Cíle oboru

Cílem Materiálového inženýrství v bakalářských oborech je vychovat pracovníky, kteří budou kvalifikovaně ovládat experimentální techniku v oboru MI.
Jedná se o laboratorní přístroje v oborech metalografie (světelná a elektronová mikroskopie), mechanické zkoušení, defektoskopie a fyzikální zkoušení (fyzikální a chemická analytika, DTA a dilatometrie aj.).
Absolventi bakalářského studia mohou samostatně navrhovat a provádět procesy tepelného a mechanického zpracování technických materiálů kovových i nekovových. Jsou schopni posuzovat relace mezi strukturou a užitnými vlastnostmi materiálu. Jsou schopni rozhodovat o stupních degradačního poškození materiálu a stanovovat mezní stav popř. zbytkovou životnost strojního dílu.

Možnosti uplatnění

Absolvent bakalářského studia materiálového inženýrství získá ucelené nižší základní vysokoškolské vzdělání se zaměřením na kovové a nekovové materiály, jejich technologii, strukturu, vlastnosti a užití.
V praxi bude bakalář schopen samostatně řešit materiálové problémy spojené s výběrem a užitím materiálů za definovaných podmínek chování ve strojírenství, metalurgii a v energetickém, dopravním, chemickém, elektrotechnickém aj. průmyslu.

Absolventi najdou uplatnění při řešení běžných i vybraných speciálních materiálových otázek:

• spojených s návrhy a inovacemi materiálů pro konstrukce a zařízení v průmyslu,
• souvisejících se selháním provozovaných konstrukcí a zařízení z materiálových a spolupůsobících materiálových příčin,
• a spojených s degradací materiálů následkem provozu, včetně predikce selhání konstrukcí z materiálových příčin.

Absolventi se uplatní ve zkušebnách materiálů a analytických laboratořích v průmyslových závodech a výzkumných ústavech a také jako člen týmů orientovaných na komplexní řešení problémů inovací konstrukcí a zařízení.
Končící bakalář bude schopen plynule pokračovat v navazujícím inženýrském studiu materiálového inženýrství, popřípadě i v příbuzných oborech na fakultách technického změření.

Magisterský studijní program

Materiálové inženýrství je progresivní technický obor, který vychovává inženýry k pochopení vazeb mezi chemickým složením, strukturou, vlastnostmi a technologií výroby materiálu. V rámci studia je věnována pozornost materiálům kovovým, keramickým, polymerním a kompozitním, s cílem připravit studenty pro navrhování materiálů optimálně splňujících předepsané nároky konstrukce.

Materiálové inženýrství, dává svým absolventům jedinečnou možnost osvojit si nejen vztahy mezi vlastnostmi materiálu a technologií výroby, ale také vazby mezi technologií, materiálovými charakteristikami, fyzikou materiálů, spolehlivostí a funkčností součástí a konstrukcí.
Obecný teoretický základ vychází z poznatků materiálových věd s využitím fyziky a chemie tak, aby student mohl řešit teoretické úlohy v oblasti materiálového inženýrství a měl základní znalosti nutné pro pochopení probíhajících materiálových procesů a metod jejich studia.
Na předměty obecného základu navazuje specializovaná výuka, v níž je absolvent seznámen se vztahem technologických a užitných vlastností materiálů a také s jejich strukturou se zřetelem na změny vyvolané zejména jejich výrobou a užitím. Pozornost je věnována zejména degradačním procesům, mezním stavům těles a konstrukcí, predikci životnosti, materiálům pro speciální použití atd. Student se seznámí s progresivními technologickými procesy. Součástí specializovaného studia jsou i metody nedestruktivního zkoušení materiálů a experimentální metody studia materiálu v mikro i makroobjemu.
Při řešení diplomových prací jsou studenti podle svého zájmu nebo předpokládané budoucí praxe směrováni buď do oblasti kovových materiálů, keramiky nebo plastů. Při této příležitosti si studenti osvojí základní principy vědecké práce v oboru fyzikální metalurgie a fyziky nekovových materiálů.

Cíle oboru

Cílem oboru je vychovat vysoce kvalifikované tvůrčí odborníky, využívající základní i aplikované vědecké poznatky, pro požadavky konstrukčních a technologických oblastí strojírenské výroby.

1. Materiáloví specialisté v konstrukčních týmech řeší otázky volby optimálních materiálů
2. Materiáloví inženýři navrhují ve všech zpracovatelských technologiích (slévání, tváření, svařování, tepelné zpracování) postupy výroby tak, aby bylo dosaženo nejlepších užitných vlastností výrobků
3. Materiáloví inženýři ve zkušebních provozech a laboratořích provádí měření a zkoušení materiálových vlastností a charakteristik (mechanické vlastnosti, chemické a fázové složení, metalografické studium struktury, defektoskopické zkoušky aj.)
4. Absolventi MI mohou pracovat ve výzkumu a vývoji nových materiálů. Jejich úkolem je zajistit soubor poznatků pro materiálové aplikace jejichž nedostatek by silně limitoval možnosti dalšího vývoje techniky.

Možnosti uplatnění

• materiálový specialista v konstrukčních týmech,
• technolog tepelného zpracování,
• pracovník základního i aplikovaného výzkumu materiálů a technologií,
• řídící pracovník v oblasti zkoušení materiálů a řízení jakosti,
• řídící pracovník technologických úseků,
• učitel specializovaných předmětů na středních školách.

Možnosti stáží nebo zahraniční­ch pobytů, zahraniční­ spolupráce

Studenti mohou využít studijních pobytů na spolupracujících univerzitách a institucích především v rámci Evropské unie.

Doktorský studijní program

• Zaměření na fyzikální inženýrství

Obor je zaměřen na využití teoretických a experimentálních metod současné fyziky k řešení vybraných inženýrských problémů a lze jej tématicky rozdělit na tři oblasti: na aplikovanou optiku, na povrchové technologie a na mikromechaniku materiálů. V oblasti optiky je studium zaměřeno na řešení problémů koherenční optiky, fourierovské optiky, nelineární optiku, na metrologické aplikace laserů a na vývoj speciálních optických měřicích metod a zařízení. V oblasti povrchových technologií je studium zaměřeno na využití iontově-svazkových technologií k modifikacím povrchů, k tvorbě tenkých vrstev za nerovnovnovážných podmínek, na vývoj a aplikace in-situ monitorovacích metod a zařízení a na analýzu výsledných produktů. V oblasti mikromechaniky materiálů je studium zaměřeno na modelování šíření interkrystalických trhlin v kovových a keramických materiálech, na stanovení teoretické pevnosti a kalibraci inherentní křehkosti a tvárnosti krystalů a na vývoj experimentálních metod ke stanovení změn charakteristik mikromorfologie povrchu kovů v počátečních stádiích únavy.

• Zaměření na materiálové inženýrství

Studium je zaměřeno na prohloubení poznatků fyzikální a fyzikálně-metalurgické podstaty vlastností a mezních stavů kovových i nekovových materiálů, včetně kompozitů s kovovou i nekovovou matricí. Studium rozvíjí schopnosti tvůrčí aplikace těchto poznatků na nové technologické procesy, jakými jsou např. plasmové technologie, speciální procesy tepelně-mechanického a chemicko-tepelného zpracování atd. Zvláštní pozornost je věnována teorii degradačních procesů a jejich synergickým účinkům na vlastnosti a dosažení mezních stavů.
Disertační práce jsou orientovány zejména na aktuální problémy ve výzkumu vlastností a chování progresivních materiálů (kovových i nekovových) a technologie jejich zpracování, které jsou na fakultě řešeny v rámci grantových projektů, nebo na základě požadavků z průmyslové praxe.

Podmínky přijetí ke studiu

Doktorský studijní program vyžaduje znalosti z matematiky a fyziky na magisterské úrovni, získané absolvováním přírodovědecké fakulty nebo fakulty strojního inženýrství.

Možnosti uplatnění

Doktorské studium materiálového inženýrství (a materiálových věd) je organizováno a strukturováno tak, aby jeho absolventi byli na velmi dobré úrovni vybaveni jak znalostmi nejmodernějších poznatků z oblasti materiálových věd a inženýrství (včetně např. experimentálních metod studia struktury a vlastností materiálu), tak i znalostmi nezbytnými pro plnění úlohy "mostu" mezi konstruktéry a technology. Absolventi jsou tedy dobře připraveni jak pro vědeckovýzkumnou činnost v rámci materiálovědních týmů (např. na ústavech Akademie věd), pro pedagogickou práci na technických univerzitách, tak i např. pro působení v týmech, které v rámci moderního trendu souběžného inženýrství (concurrent engineering) působí ve výrobních závodech při vývoje nových výrobků.