|
Vyučující
|
|
|
|
Obsah předmětu
|
Týden 1: Kvantové technologie v průmyslu - Přehled aplikací od senzorů po nové materiály a jejich spolehlivost v praxi. Týden 2: Senzory magnetického pole - Představení senzorů na bázi NV center a SQUID a srovnání s klasickou induktivní defektoskopií. Týden 3: Detekce mikrotrhlin a koroze - Aplikace magnetometrie pro odhalování koroze pod izolací (CUI) a únavových trhlin. Týden 4: Diagnostika Li-ion baterií - Nedestruktivní mapování proudové hustoty a detekce vnitřních zkratů. Týden 5: Aplikace v letectví a energetice - Kontrola kompozitů a svarů v kritických aplikacích pomocí vysoce citlivých senzorů. Týden 6: Zpracování signálu - Laboratorní cvičení zaměřené na vizualizaci defektů a interpretaci dat. Týden 7: Výroba supravodičů - Technologické aspekty tváření a tepelného zpracování kompozitních vodičů. Týden 8: Metalurgie pro čipy - Výroba a rafinace ultra-čistých materiálů a vliv nečistot na funkci zařízení. Týden 9: Škálování výroby a tenké vrstvy - Přenos 2D materiálů na substráty a řešení adheze v průmyslovém měřítku. Týden 10: Aditivní výroba pro kryogeniku - Specifika 3D tisku a materiály pro komponenty fungující u absolutní nuly. Týden 11: Nanotechnologie ve výrobě - Koncepty přesné montáže nanomateriálů a využití rastrovacích sond. Týden 12: Semestrální projekt - Návrh NDT systému pro kontrolu konkrétního dílu včetně technicko-ekonomické rozvahy. Týden 13: Obhajoba a trendy - Prezentace projektů a diskuze o budoucích průmyslových standardech.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Vypracování seminární práce v bakalářském studijním programu [5-40]
- 38 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 30 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Úspěšné absolvování předmětu QTM1 je výhodou, nikoliv striktní podmínkou. Znalost základních typů materiálových vad (trhliny, koroze, vměstky). |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Schopnost zpracování experimentálních dat (Python/Matlab). |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Schopnost plánovat a řídit vlastní učení a práci na projektu. |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Popíše aplikační potenciál moderních diagnostických metod (na bázi magnetometrie) pro detekci skrytých vad. Vysvětlí technologický řetězec výroby kompozitních vodičů a speciálních materiálů, včetně vlivu tváření a tepelného zpracování na kvalitu. Orientuje se v metodách kontroly tenkých vrstev a jejich adheze. Zná specifika aditivní výroby komponent pro náročné provozní podmínky. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Vybrat vhodnou NDT metodu pro konkrétní průmyslový problém na základě definovaných parametrů (citlivost, typ vady). Zpracovat naměřená data ze senzorů a interpretovat je pro rozhodování o stavu materiálu (OK/NOK). Navrhnout rámcový technologický postup pro výrobu či zpracování specifického materiálu s důrazem na minimalizaci defektů. Vypracovat technicko-ekonomické posouzení nasazení dané technologie do praxe. |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| Samostatně formulovat inženýrský problém v oblasti diagnostiky a vyhledat vhodné řešení. Propojovat znalosti z technologie výroby s požadavky na kvalitu materiálu. Prezentovat a obhájit technické řešení před odborným publikem. |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednášky propojující fyzikální principy s inženýrskou praxí. Analýza případových studií z průmyslu (např. diagnostika baterií v automotive). |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Cvičení zaměřená na analýzu reálných experimentálních dat. Projektově orientovaná výuka (návrh systému). |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Vedení k samostatné práci. Rozvoj prezentačních dovedností při obhajobě projektů. |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Závěrečná zkouška (ústní/písemná část zaměřená na pochopení principů kvantové diagnostiky a výrobních technologií). |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Závěrečný projekt. Prezentace a obhajoba projektu. Hodnocení praktických úloh (analýza dat). |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Schopnost samostatné i týmové práce. Kritické myšlení. Prezentační dovednosti. |
|
Doporučená literatura
|
-
John F. Barry, Jennifer M. Schloss, Erik Bauch, Matthew J. Turner, Connor A. Hart, Linh M. Pham, Ronald L. Walsworth. Sensitivity Optimization for NV-Diamond Magnetometry. 2020.
-
Kihwan Kim, Jong Sung Moon, Dongkwon Lee, Jin Hee Lee, Yuhan Lee, Chanhu Park, Jugyeong Chung, Donghun Lee, and Je-Hyung Kim. Quantum sensing with spin defects: principles, progress, and prospects for use cases. 2025.
-
N. Banerjee, C. Bell, C. Ciccarelli, T. Hesjedal, F. Johnson, H. Kurebayashi, T. A. Moore, C. Moutafis, H. L. Stern, I. J. Vera-Marun, J. Wade, C. Barton, M. R. Connolly, N. J. Curson, K. Fallon, A. J. Fisher, D. A. Gangloff, W. Griggs, E. Linfield, C. H. Marrows, A. Rossi, F. Schindler, J. Smith, T. Thomson, O. Kazakova. Materials for Quantum Technologies: a Roadmap for Spin and Topology. 2025.
|