Materijali u elektrotehnici

Uvod u predmet: nastava, polaganje ispita, materijali za ispit, komunikacija s nastavnicima, konzultacije, termini nastave, informacije o kolegiju, sadržaj kolegija ? nastavne cjeline. Uvod u materijale: uvod, osnove znanosti o materijalima, životni ciklus materijala po fazama, metode ispitivanja karakteristika elektrotehničkih materijala, normiranje elektrotehničkih materijala. Osnove znanosti o materijalima: struktura atoma, međuatomske i međumolekularne veze, čiste tvari. Osnove znanosti o materijalima ? nastavak: struktura (uređenost) čistih tvari, nesavršenosti kristalne građe, otopine, polimeri. Fazne promjene i svojstva materijala: agregatna stanja i promjene između njih, fazne promjene u materijalima, glavna podjela svojstava materijala. Fazne promjene i svojstva materijala ? nastavak: zahtjevi za materijale i kriteriji izbora materijala, svojstva materijala potrebna za izbor. Vodljivi materijali: svojstva vodljivih materijala, materijali s visokom provodnošću. Sistematizacija vodljivih materijala visoke električne otpornosti: uvod, otporni materijali, materijali za regulacijske i opće tehničke otpornike, materijali za izradu preciznih otpornika, materijali za izradu žarnih komponenti (grijača i žarnih niti), materijali za nemetalne otpornike u žarnim komponentama, materijali za masivne i slojne otpornike, specijalni otpornici. Sistematizacija vodljivih materijala za ostale namjene: materijali za termoelemente, materijali za termobimetale, materijali za provode kroz staklo, materijali za rastalne osigurače, materijali za električne kontakte, materijali za različite namjene. Supravodljivost: tipovi supravodiča, pojave u supravodičima, primjene supravodljivosti, BCS teorija, supravodljivi materijali. Sistematizacija poluvodičkih materijala: podjela poluvodičkih materijala, vođenje električne struje u poluvodičima. Spoj P i N ? tipa poluvodiča. Poluvodičke diode. Pojave u poluvodičima: termoelektrične pojave, elektromagnetske pojave u poluvodičima, termomagnetske pojave u poluvodičima, fotoelektrične pojave u poluvodičima, piezoelektrične pojave u poluvodičima. Sistematizacija poluvodičkih materijala – nastavak: poluvodički materijali za neke sklopove, poluvodički materijali za nelinearne otpornike. Ugljik. Osnove tehnologije integriranih i tiskanih veza. Proizvodnja poluvodičkih sklopova. Nanotehnologija. I kontrolna zadaća. Sistematizacija dielektričkih materijala (dielektrika). Svojstva dielektričnih materijala: električna vodljivost izolacijskih materijala, polarizacija, dielektrični gubici, dielektrična čvrstoća, površinska i volumna otpornost dielektrika. Plinoviti dielektrični materijali. Tekući dielektrični materijali. Čvrsti dielektrični materijali. Sistematizacija magnetskih materijala. Magnetski materijali: priroda magnetizma, magnetski materijali, feromagnetski materijali. Ferimagnetski materijali. Keramički magnetski materijali. Dodatak: magnetsko polje zemlje, magnetski materijali za pohranjivanje podataka, suvremeni magnetski materijali i trendovi. Neke primjene materijala u elektrotehnici: izbor komponenti, otpornici, kondenzatori, poluvodičke komponente, rasvjetna tijela i primjena vođenja kroz plinove. Tehnologije spajanja kućišta i konstrukcija elektrotehničkih proizvoda. Tehnologije spajanja: nerastavljivi i rastavljivi spojevi, zakivanje, zavarivanje, lemljenje i lemovi, lijepljenje i ljepila. Tehnologije spajanja ? nastavak: ostali nerastavljivi spojevi, rastavljivi spojevi, montaža. Aditivna proizvodnja: definicija i značenje, načela aditivne slojevite proizvodnje, pregled postupaka aditivne proizvodnje. Narušavanje svojstava materijala: uroci narušavanja svojstava materijala, oštećenje materijala zračenjem, trošenje materijala, kemijski procesi degradacije materijala, zaštita materijala od korozije. Izbor materijala: uvod, karakteristike izbora materijala u pojedinim fazama razvoja proizvoda, određenost izbora materijala vrstom proizvoda, ponovni izbor materijala za postojeći proizvod, način izbora materijala u praksi, metodologija izbora materijala, računalni sustavi za izbor materijala. Recikliranje elektrotehničkih materijala: uvod, oblikovanje za recikliranje, analiza recikličnosti EE-otpada. II kontrolna zadaća.

1. identificirati osnovne vrste materijala koji se koriste u elektrotehničkim i elektroničkim proizvodima.
2. klasificirati osnovna kemijska, tehnološka i fizikalnih svojstava elektrotehničkih materijala.
3. formulirati / oblikovati osnovne metode ispitivanja karakteristika elektrotehničkih materijala.
4. analizirati osnovne strukture i veze između atoma i molekula u elektrotehničkim materijalima.
5. utvrditi podjelu i osnovna svojstva vodljivih i otpornih materijala.
6. utvrditi podjelu i osnovna svojstva poluvodičkih materijala, kao i faze proizvodnje poluvodičkih komponenti.
7. utvrditi podjelu i osnovna svojstva dielektričnih materijala.
8. utvrditi podjelu i osnovna svojstva magnetskih materijala.
9. razlikovati primjene elektrotehničkih materijala.
10. utvrditi osnovne tehnike spajanja elektrotehničkih materijala.
11. utvrditi osnovne oblike narušavanja svojstava elektrotehničkih materijala.
12. utvrditi metode izbora i recikliranja elektrotehničkih materijala, te zbrinjavanje odbačenih materijala.

Obavezna literatura

• I) Obavezna literatura / Basic literature:
  Krešimir Osman, Frane Brkić: ?Materijali u elektrotehnici?, autorizirana predavanja i auditorne vježbe, TVZ, Zagreb, 2023.
  Krešimir Osman, Frane Brkić, Trpimir Alajbeg, Saša Stojanović: ?Materijali u elektrotehnici – laboratorijske vježbe?, priručnik, TVZ, Zagreb, 2022.
  Igor Vujović: ?Elektrotehnički materijali komponente – udžbenik?, NEODIDACTA d.o.o., Zagreb, 2016.
  Tomislav Luetić: ?Tehnologija elektrotehničkog materijala?, Školska knjiga, Zagreb, 1988.
  Franjo Kovačiček, Đurđica Španiček: ?Materijali ? osnove znanosti o materijalima?, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2000.
  Tomislav Filetin: ?Izbor materijala pri razvoju proizvoda?, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2006.
  Milan Kljajin, Milan Opalić, Antun Pintarić: ?Recikliranje elektrotehničkih i elektroničkih proizvoda?, Strojarski fakultet u Slavonskom Brodu, Slavonski Brod, 2007.
  II) Dopunska literatura / Additional literature:
  S.O. Kasap: ?Principles of Electrical Engineering Materials and Devices?, McGraw-Hill, 2000.
  Tomislav Filetin, Franjo Kovačiček, Janez Indof: ?Svojstva i primjena materijala?, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2007.
  Dušan Hrgović: ?Tehnički materijali?, Školska knjiga, Zagreb, 1988.
  V. Knapp, P. Colić: ?Uvod u električna i magnetska svojstva materijala?, Školska knjiga, Zagreb, 1997.
  J.I. Frenkelj: ?Uvod u teoriju metala?, Školska knjiga, Zagreb, 1996.