Tematické okruhy otázek ke státní doktorské zkoušce
ELEKTROTECHNOLOGIE A MATERIÁLY
Materiály
- Vnitřní struktura základních skupin materiálů (kovy, polymery, keramika, skla, kompozitní materiály) a vliv této struktury na elektrické, mechanické a další vlastnosti těchto skupin materiálů.
- Mechanismus vzniku pevných látek krystalizací, zeskelněním a aglomerací. Vliv vnějších podmínek a vnitřní struktury látky na mechanismus vzniku pevné látky. Metody pěstování monokrystalů a technologie přípravy kovových skel.
- Strukturní mechanismy a kinetika difúze. Fázové přeměny, binární rovnovážné fázové diagramy a kinetické diagramy fázových přeměn. Vysvětlení základních pojmů a použití fázových diagramů. Technologie pásmové rafinace.
- Metody dispergace, vznik povrchového náboje koloidů, podstata van der Waalsových přitažlivých sil, vznik elektrické dvojvrstvy a interakce koloidů, podmínky koagulace koloidů a stability disperze, elektroforéza, vznik fraktálů a uspořádaných struktur.
- Molekulární struktura kapalných krystalů, nematická, smektická a cholesterická fáze. Homeotropická textura a Frederikova transformace.
- Samovolné vytváření monomolekulárních povrchových vrstev surfaktantů. Organizace surfaktantů v objemové fázi, struktura micel, biologické membrány.
- Struktura, vlastnosti a technologie zpracování polymerů. Možnosti technických aplikací polymerů a plastů s ohledem na jejich specifické vlastnosti. Supramolekulární materiály a možnosti jejich využití v elektronice.
- Struktura základních druhů uhlíkových materiálů. Vztah struktury k vlastnostem grafitu, sazí, fulerenů, a nanotrubic. Aplikace grafitu, sazí a nanotrubic v elektrotechnice a elektronice.
- Elektricky vodivé kompozity, typy matric, typy a uspořádání vodivých příměsí, perkolační práh, samovolný růst vodivé sítě a možnosti jeho řízení.
- Struktura, vlastnosti a technologie zpracování polovodičů. Polovodiče anorganické a organické, elementární a sloučeninové, materiály pro fotovoltaické články.
- PN přechod v polovodičích, technologie zpracování materiálu pro jeho vytváření ve vztahu k jeho vlastnostem, příklady využití PN přechodu v elektronice.
- Optimální volba materiálů pro aplikace v elektrotechnice a elektronice, zejména pro izolanty, kondenzátory, vodiče, supravodiče, senzory a aktuátory.
- Diagnostika materiálů. Základní metody chemické a strukturní analýzy, přehled metod zjišťování vlastností materiálů, metody měření elektrické vodivosti a dielektrických spekter polymerů a vodivých kompozitů.
- Mechanismy stárnutí materiálů v elektrických a elektronických aplikacích. Koroze chemická a elektrochemická, termooxidační degradace a fotodegradace, elektromigrace a difúze.
- Mechanismy vodivosti elektricky vodivých lepidel, základní složky lepidel a jejich vliv na vlastnosti lepených spojů, degradace spojů vytvořených elektricky vodivými lepidly
- Izotropní a anizotropní elektricky vodivá lepidla, princip vzniku anizotropie elektrické vodivosti, montážní aplikace elektricky vodivých anizotropních lepidel
Technologie silnoproudých zařízení
- Elektrické vlastnosti dielektrik. Optické vlastnosti dielektrik. Stárnutí izolantů. Elektrické vlastnosti polovodičů. Přechod PN a jeho vlastnosti. Fotovoltaické systémy.
- Technika nízkých teplot. Vlastnosti pevných látek za nízkých teplot. Technika nízkých tlaků. Vlastnosti a technologie supravodičů a jejich využití.
- Technická příprava elektrotechnické výroby, analýza složek, začlenění a vazby ve výrobním systému, uplatnění automatizace a výpočetní techniky.
- Pružné výrobní systémy, jejich technicko ekonomický rozbor a uplatnění při výrobě elektrických strojů a přístrojů.
- Progresivní materiály, konstrukce a technologie, jejich uplatnění ve výrobě silnoproudých zařízení. Rozbor současného stavu a perspektiv.
- Izolační systémy velkých elektrických strojů točivých, materiály a výrobní technologie. Výrobní a provozní diagnostika těchto systémů.
- Izolační systémy velkých transformátorů, materiály a výrobní technologie. Výrobní a provozní diagnostika těchto systémů.
- Technologie výkonových polovodičových součástek a zařízení. Jejich výrobní a provozní diagnostika.
- Vlastnosti a technologie silových a sdělovacích vodičů a kabelů. Montáž kabelových rozvodů, kabelové soustavy. Výrobní a provozní diagnostika kabelů.
- Použití software v průmyslovém inženýrství. Využívání informačních zdrojů v elektrotechnické praxi. Prostředky řízení a informatizace výrobního systému.
Technologie elektronických zařízení
- Pasivní elektronické součástky, výrobní technologie. Součástky pro aplikace v širokopásmových a impulzních obvodech a filtrech EMC, užívané magnetické materiály.
- Diagnostika elektronických součástek založená na zjišťování nelinearity a intermodulačního zkreslení. Měření malých nelinearit pasivních elektronických součástek.
- Substráty pro plošné spoje, diverzifikace ploch, techniky vytváření vodivých obrazců. Speciální techniky výroby plošných spojů. Testovací, měřicí a kontrolní metody a zařízení pro technologii plošných spojů.
- Montážní technologie v elektronice. Pouzdření a propojování první a druhé úrovně. Měřicí, kontrolní a testovací metody určené pro montážní technologie elektronických zařízení.
- Chlazení a termostatování elektronických součástek, modulů, podsestav a zařízení. Související konstrukce pouzder polovodičových součástek a integrovaných obvodů v tuhé fázi i hybridních, elektrický a tepelný návrh multičipových modulů.
- Svazkové technologie pro zpracování materiálů pro elektroniku a výrobu elektronických součástek. Laserový, elektronový, iontový a molekulární svazek.
- Výrobní technologie využívající plasmu, nízkotlaké a vysokotlaké naprašování, iontové a plasmové leptání, plasmový nástřik
- Multičipové moduly založené na technologii tenkých vrstev (MCM-D). Multičipové moduly založené na technologii tlustých vrstev (MCM-C). Hybridní integrované obvody.
- Technologie kovových a vysokoteplotních supravodičů a součástek z těchto materiálů. Technika nízkých teplot, aplikace v diagnostice materiálů, součástek a zařízení.
- Ergonomické a ekologické aspekty výroby elektronických zařízení. Čistota prostředí. Ochrana součástek a zařízení před účinky statické elektřiny.
- Diagnostika elektronických součástek založená na měření proudového šumu a zbytkových parametrů v širokém kmitočtovém rozsahu.
- Diagnostika elektronických součástek založená na měření nelinearity voltampérové charakteristiky.
- Optické jevy v polovodičích, jejich technické a technologické využití.
- Metody transformace dat, která nemají Gaussovské rozdělení na data s Gaussovským rozdělením pro aplikace v oblasti statistického řízení jakosti
- Způsobilost výrobního zařízení a výrobního procesu a techniky jejího hodnocení. Regulační diagramy procesu při hodnocení měřením a srovnáváním a jejich interpretace
- Statistické přejímky při přejímce měřením a srovnáváním, přejímací plány, riziko dodavatele a odběratele, přejímací charakteristika
Automatizované výrobní systémy
- Řízení výrobních procesů . struktura, vzájemné vazby. Automatizace technologických, manipulačních a skladových subsystémů výrobního procesu. Pružné výrobní systémy.
- Technická příprava v různých kategoriích výrobních systémů. Pružné výrobní systémy. Počítačová podpora technické přípravy výroby . programové nástroje a jejich funkce.
- Analytické metody a metodologie vhodné pro informační analýzu výrobních systémů. Datové, funkční a objektové modelování. Použití diagramů - ERD, DFD, STD a UML.
- Technické prostředky řízení výroby. Řídicí počítače a jejich periférie, požadavky a kritéria jakosti. Požadavky a kritéria jakosti programového vybavení pro řízení výroby.
- Počítačové řízení výrobních systémů v reálném čase. Stavy procesu, semafor, dead-lock, synchronizace. Programovací jazyky a operační systémy vhodné pro RT aplikace.
- Systémy managementu jakosti ve výrobě. Řízení jakosti v jednotlivých etapách realizace výrobku, řízení dokumentů a záznamů jakosti. Metody monitorování a měření jakosti.
- Vliv elektrických zařízení na jakost elektrické energie, kritéria jakosti. Pasivní a aktivní prostředky pro zlepšování elektromagnetické kompatibility výkonových systémů.
- Modelování a simulace jako nástroj analýzy systémů. Ekvivalence modelů různých fyzikálních systémů. Programové prostředky pro počítačovou simulaci, oblasti použití, porovnání.