zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 - GV. Lê Quý Dũng

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Báo xấu

408
lượt xem 86
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 trình bày cấu trúc của vật liệu kim loại, sự kết tinh của kim loại, sai lệch mạng tinh thể, đơn tinh thể và đa tinh thể, hợp kim, Gang – Thép – Đồng và hợp kim Đồng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 - GV. Lê Quý Dũng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC --oOo-- VẬT LIỆU HỌC NGÀNH HÓA Chương 2 VẬT LIỆU KIM LOẠI Th.S. Lê Quý Dũng Học kỳ 2 Năm học 2011 - 2012
2.1. Cấu trúc của vật liệu kim loại • Đặc tính cấu trúc kim loại: nguyên tử luôn có xu hướng sắp xếp chặt với kiểu mạng đơn giản ( như lập phương tâm mặt, lập phương tam khối, sáu phương xếp chăt) và các liên kết ngắn, mạnh. – Lập phương tâm mặt – Lập phương tâm khối – Sáu phương xếp chặt
Lập phương tâm mặt • Ô cơ sở là hình lập phương với cạnh bằng a, các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và tâm các mặt bên như biểu diễn ở các hình • Số nguyên tử thực tế thuộc về một ô • n = 8 đỉnh .1/8 + 6 mặt .1/2 = 4 nguyên tử.
Lập phương tâm mặt • Trong mạng A1 này các nguyên tử xếp xít nhau theo phương đường chéo mặt *110+, như vậy về mặt hình học dễ nhận thấy rằng: • -Bán kính nguyên tử: • - Đường kính nguyên tử :
Lập phương tâm mặt • 2 Loại lỗ hổng: lỗ hổng bát diện và lỗ hổng tứ diện => là yếu tố quyết định cho sự hòa tan hợp chất khác dưới dạng xen kẽ • Khá nhiều kim loại điển hình có kiểu mạng này: sắt (Fe), niken (Ni), đồng (Cu), nhôm (Al) với hằng số a mạng lần lượt bằng: 0,3656; 0,3524; 0,3615; 0,4049mm ngoài ra còn có chì, bạc, vàng.
Lập phương tâm khối • Ô cơ sở là hình lập phương với cạnh bằng a, các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và các trung tâm khối như biểu diễn ở hình • Số nguyên tử thuộc về ô mạng cơ sở: n = 8 đỉnh. 1/8 + 1 giữa = 2 nguyên tử
Lập phương tâm khối • Các nguyên tử xếp xít nhau theo phương đường chéo *111+, như vậy về mặt hình học dễ dàng nhận thấy rằng • -Bán kính nguyên tử: • - Đường kính nguyên tử :
Lập phương tâm khối • 2 Loại lỗ hổng: lỗ hổng bát diện và lỗ hổng tứ diện • Các kim loại có kiểu mang này là Feα, crôm (Cr), molipden (Mo) ,vonfram (W) với hằng số mạng a lần luợt là 0,2866 ; 0,2884; 0,3147; 0,3165mm.
Sáu phương xếp chặt • Ô cơ sở là khối lăng trụ lục giác (gồm 6 lăng trụ tam giác đều ), các nguyên tử nằm trên 12 đỉnh, tâm của hai mặt đáy và tâm của ba khối lăng trụ tam giác cách nhau như biểu thị ở hình • Để biểu thị một ô cần tới 17 nguyên tử, song thực tế thuộc về ô này chỉ là: • n = 12 đỉnh. 1/6 + 2 giữa mặt. 1/2 + 3 = 6 nguyên tử
Sáu phương xếp chặt • Trong mạng sáu phương xếp chặt và chiều cao c của ô phụ thuộc vào cạnh a của lục giác đáy mà c/a luôn bằng √8/3 hay 1,633 (hình 2.8). Tuy nhiên trong thực tế c/a của kiểu mạng này thay đổi rất nhiều và không bao giờ đạt được đúng giá trị lý tưởng trên. Vì thế người ta qui ước: • -Nếu tỉ số c/a nằm trong khoảng 1,57 ÷ 1,64 thì mạng được coi là mạng xếp chặt. • -khi tỉ số c/a nằm ngoài khoảng trên thì mạng được coi là mạng không xếp chặt.
Sáu phương xếp chặt • Trong mạng này cũng có các lỗ hỗng bốn mặt và tám mặt. • Các kim loại có kiểu mạng này ít thông dụng hơn là: -Titan (Tiα ) với a = 0,2951mm, c = 0,4679mm, c/a = 1,5855 (xếp chặt) -Magiê (Mg) với a = 03209mm , c = 0,5210mm ,c/a = 1,6235 (xếp chặt) -Zẽm (Zn) với a = 0,2664mm ,c = 0,4945mm ,c/a = 1,8590 (không xếp chặt) •
Các dạng thù hình • Thù hình hay đa hình là sự tồn tại hai hay nhiều cấu trúc mạng tinh thể khác nhau của cùng một nguyên tố hay một hợp chất hóa học, mỗi cấu trúc khác biệt đó được gọi là dạng thù hình và theo chiều nhiệt độ tăng được ký hiệu lần lượt bằng các chữ cái Hy Lạp α, β, γ, δ, ε… • Quá trình thay đổi cấu trúc mạng từ dạng thù hình này sang dạng thù hình khác được gọi là chuyển biến thù hình.
Các dạng thù hình • Ảnh hưởng tới thù hình: – Nhiệt độ – Áp suất
Các dạng thù hình • Ta đã biết rằng sắt có hai kiểu mạng là LPTK và LPTM. trong đó mạng LPTK tồn tại trong 2 khoảng nhiệt độ: dưới 9110C gọi là Fe alpha và từ 1392oC đến nhiệt độ chảy 15390C gọi là Fe beta, còn mạng LPTM tồn tại trong khoảng nhiệt độ còn lại 911 dến 1392 o C gọi là Fe gamma. Sự khác nhau về cấu trúc, đặc biệt là kích thước các lỗ hổng dẫn đến hai dạng thù hình Fe alpha và Fe gamma có khả năng hòa tan cacbon và các nguyên tố hợp kim khác nhau, đó là cơ sở của các chuyển pha khi nhiệt luyện thép và tạo ra các loại thép khác nhau về tính chất thỏa mãn các yêu cầu đa dạng của kỹ thuật.
2.2. Sự kết tinh của kim loại • Cấu trúc của trạng thái lỏng: chỉ có trật tự gần, tức trong nó có những nhóm nguyên tử sắp xếp trật tự. Một dạng tồn tại như vậy cho thấy về mặt cấu trúc trạng thái lỏng gần trạng thái tinh thể hơn là trạng thái khí, điều này giúp chúng kết tinh (tạo thành tinh thể và hạt) một cách dễ dàng.
2.2. Sự kết tinh của kim loại • Mọi sự chuyển trạng thái đều được quyết định đặt trưng bởi sự biến đổi năng lượng. • Năng lượng tự do của các trạng thái lại chịu sự chi phối của nhiệt độ
2.2. Sự kết tinh của kim loại • Ở nhiệt độ T>Tos vật liệu tồn tại ở trạng thái lỏng vì năng lượng tự do của trạng thái lỏng nhỏ hơn rắn. • Ở nhiệt độ T
2.2. Sự kết tinh của kim loại • Độ quá nguội: là nhiệt độ chênh lệch giữa nhiệt độ kết tinh lý thuyết và nhiệt độ kết tinh thực tế • Như vậy thực tế sự kết tinh chỉ xảy ra với độ quá nguội. Khi làm nguội một cách rất chậm một cách cố ý với kim loại có độ tinh khiết rất cao thì nhiệt độ kết tinh sẽ rất gần với nhiều độ lý thuyết.
2.2. Sự kết tinh của kim loại • Sự kết tinh xảy ra được là nhờ hai quá trình cơ bản nối tiếp nhau là tạo mầm và phát triển mầm • a. tạo mầm: là quá trình sinh ra các phần tử có cấu trúc tinh thể tức những chỏm trật tự gần với kích thước đủ lớn và cố định. Có 2 loại mầm là mầm tự sinh (tự sinh ra trong dung dịch) và mầm ký sinh (thêm từ ngoài vào dung dịch)
2.2. Sự kết tinh của kim loại • b. Phát triển mầm: các nguyên tử trong dung dịch tiếp tục bám vào mầm tinh thể, và làm cho tinh thể phát triển về kích thước. • Trong các điều kiện thông thường, sự phát triển của mầm tinh thể là dị hướng, tức là tinh thể lớn lên theo một số hướng. Điều này có lẻ là lúc mầm phát triển nhanh theo phương tản nhiệt mạnh hơn.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.