Detail předmětu
Plazmochemie
FCH-MC_PLAAk. rok: 2023/2024
Kurz je zaměřen na základní vlastnosti a procesy probíhající v plazmatu, včetně jejich diagnostiky a možných aplikací. Studenti se seznámí s termodynamikou a kinetikou plazmatu (nerovnovážné a rovnovážné plazma, srážkové procesy, rozdělovací funkce, základní transportní procesy v plazmatu). Přednášky také poskytnou přehled základních metod diagnostiky plazmatu (spektrální, sondové a korpuskulární metody). Stěžejní část kurzu se věnuje laboratornímu plazmatu, jeho vlastnostem, jednotlivým typům elektrických výbojů, principům generace a možného využití výbojů (stejnosměrné, střídavé, vysokofrekvenční a mikrovlnné výboje, výboje v kapalinách, plazma buzené za vysokého tlaku, kapacitně a induktivně). Přehled probíraných plazmochemických procesů obsahuje zejména reakce v aktivním a dohasínajícím plazmatu, povrchové úpravy materiálů, tvorbu tenkých vrstev (PE CVD, PA CVD), plazmové polymerace, plazmové stříkaní, naprašování a leptání. Mezi speciální druhy ideálního i neideálního plazmatu s účastí chemických reakcí jsou zařazeny lasery, plazmové displeje, elektrický oblouk, elektrický paprsek a plazma v osvětlovací technice.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Fyzika - pohyb hmotného bodu, elektrické pole a proud, magnetické pole
Matematika - diferenciální rovnice
Literatura
Chen F. F. / Rohlena K.: Úvod do fyziky plazmatu. ACADEMIA, Praha 1984 (CS)
Kulhánek P.: Teorie plazmatu. ČVUT, Praha 2008 (CS)
Roth J. R.: Industrial Plasma Engineering Volume 2: Applications to Nonthermal Plasma Processing. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia 2001. (EN)
Roth J. R.: Industrial Plasma Engineering Volume 1: Principles. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia 1995. (EN)
Chen F., Chang J. P.: Principles of Plasma Processing. Kluwer Academic, Plenum Publishers, NewYork 2003. (EN)
Bruggeman P. J. et al.: Plasma–liquid interactions: a review and roadmap, Plasma Sources Sci. Technol. 25 (2016) 053002 (59pp) (EN)
Samukawa S. et al.: The 2012 Plasma Roadmap, J. Phys. D: Appl. Phys. 45 (2012) 253001 (37pp) (EN)
https://www.vutbr.cz/elearning/ (CS)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Jazyk výuky
Osnovy výuky
2. Základní srážkové procesy, účinný průřez, srážková frekvence
3. Kinetická teorie plazmatu, Boltzmannova kinetická rovnice, rozdělovací funkce rychlostí
4. Fyzikální vlastnosti plazmatu
5. Laboratorní plazma: podmínky zapálení výboje v plynu, Townsendova teorie růstu lavin, Paschenův zákon
6. Laboratorní plazma: elektrické výboje v plynech a kapalinách
7. Diagnostika plazmatu: spektrální a optické metody
8. Diagnostika plazmatu: sondové a korpuskulární metody
9. Úvod do plazmové chemie, podmínky uskutečnění plazmochemické reakce, reakce v nerovnovážné chemické kinetice, kinetika plazmochemických reakcí
10. Plazmové polymerace, povrchové úpravy syntetických a přírodních materiálů
11. Vybrané plazmochemické technologie: plazmové leptání, naprašování a stříkání, příprava tenkých vrstev (PE CVD, PA CVD)
12. Speciální druhy plazmatu s účastí chemických reakcí: osvětlovací technika, plazmové displeje, chemické lasery
13. Elektrický oblouk, elektronový paprsek
Cíl
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program NPCP_CHCHTE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, 4 kredity, povinný
- Program NKCP_CHCHTE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, 4 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
Konzultace v kombinovaném studiu
Vyučující / Lektor