Bài giảng "Vật liệu kim loại: Chương 1 - Cấu trúc tinh thể và sự hình thành" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại; Khái niệm về mạng tinh thể; Một số cấu trúc tinh thể điển hình của vật rắn kim loại; Sự kết tinh và hình thành tổ chức kim loại. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng dưới đây để nắm được nội dung chi tiết nhé!
Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu kim loại: Chương 1 - Cấu trúc tinh thể và sự hình thành
GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU
VẬT LIỆU LÀ GÌ?
VÌ SAO PHẢI HỌC VẬT LIỆU?
GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU
Kỹ thuật vật liệu
Thiết kế, chế tạo vật liệu có cấu
trúc phù hợp với tính chất vật
liệu theo yêu cầu sử dụng
Gia công, chế tạo
Tổ chức, Cấu trúc
Khoa học vật liệu
Tính chất
Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu
trúc và tính chất vật liệu
Yêu cầu sử dụng
PHÂN LOẠI VẬT LIỆU
4 nhóm vật liệu chính: Kim
loại
+ VL kim loại:
1
+ Ceramic:
4
+ Polymer: 2
Composite
+ Composite:
Polymer Ceramic
3
1- VL bán dẫn
2- VL siêu dẫn
3- VL silicon
4- VL polymer dẫn điện
Vai trò của vật liệu
Đối tượng của vật liệu học:
Mối quan hệ giữa tính chất, cấu trúc & gia công vật liệu
Thiết kế, lựa chọn, gia công vật liệu phù hợp yêu cầu sử dụng
Tính chất: - cơ học (cơ tính)
- vật lý (lý tính)
- hóa học (hoá tính)
- công nghệ và sử dụng
Cấu trúc: - cấu trúc tinh thể của vật liệu
- Tổ chức pha của vật liệu
Vật liệu kỹ thuật:
Chương 1: Cấu trúc tinh thể và sự hình thành
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử:
Cấu tạo nguyên tử: các e chuyển động bao quanh hat nhân (p+n)
K L M N
1s2 2s2 2p6 3s23p63d6 4s2
Chương 1: Cấu trúc tinh thể và sự hình thành
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
Liên kết kim loại:
Tính kim loại :
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
Sự sắp xếp các nguyên tử trong vật chất
Chất khí: các nguyên tử, Chất rắn tinh thể: các nguyên tử có vị trí
phân tử chuyển động hỗn hoàn toàn xác định (có trật tự gần và trật
loạn tự xa)
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
Sự sắp xếp các nguyên tử trong vật chất
Chất lỏng: có trật tự gần, không có trật tự xa
Chất rắn vô định hình: cấu trúc giống
chất lỏng trước khi đông đặc
Chất rắn giả tinh thể: có cấu trúc giả tinh
thể với trục đối xứng bậc 5, bậc 10.
Chất lỏng tinh thể: LCD
1.2. Khái niệm về mạng tinh thể
Nối tâm các nguyên tử sắp xếp trật tự bằng các đường
thẳng tưởng tượng -> Mạng tinh thể
Ô cơ sở:
Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim lọai
Ô cơ sở
c
b
a
7 hệ tinh thể ( 7 Crystal system)
Ba nghiêng (tam tà) abc
Một nghiêng (đơn tà) abc ==900
Trực thoi abc ===900
Ba phương (mặt thoi) a=b=c ==900
Sáu phương (lục giác) a=b c ==900, =1200
Chính phương (bốn phương) a=b c ===900
Lập phương a=b=c ===900
14 KIỂU MẠNG BRAVAIS
MỘT SỐ CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU
CaTiO3 – Calcium Titanate
K3C60 is an interesting material because of its
superconducting properties (Tc = 20 K) and metal
fullerides are the subject of much current research.
Sodium Chloride ( NaCl)
Structure observed as Cubes
CHỈ SỐ MILLER CỦA PHƯƠNG MẠNG VÀ MẶT NGUYÊN TỬ
Nút mạng [[x,x,x]]: dùng để biểu thị toạ độ của các nguyên tử
A [[1,1,0]]
H, E ???
B [[1,1,1]]
C [[0,1,1]] z
Chỉ số phương [uvw]: D C
biểu diễn phương của đường thẳng đi
qua hai nút mạng E
Hai phương // có cùng chỉ số
O H
OH [010]
A y
OB [111]
F
OE [101] B
Họ phương, ký hiệu ? x
Chỉ số mặt (hkl): z
D C
- Mặt tinh thể :
E
B
- Hai mặt tinh thể // có cùng chỉ số
Cách xác định chỉ số mặt:???
O H
y
F
A
x
DFH (111), EFAB (100), ABCH(010)
Họ mặt, ký hiệu {hkl}:???
Chỉ số mặt (chỉ số Miller-Bravais) (hkil):
i = - (h+k)
BÀI TẬP…
1.3. Một số cấu trúc tinh thể điển hình của vật rắn kim loại
1.3.1. Mạng tinh thể điển hình của vật liệu kim loại
a) Lập phương tâm khối (A2): Cr; W; Mo; Feα
Ô cơ sở : Khối lập phương cạnh bằng a.
Số nguyên tử trong một ô cơ sở: Nô =
Bán kính nguyên tử: rnt =
Mặt xếp chặt nhất:
Phương xếp chặt nhất:
Mv = vnt /Vô =
1.3.1. Mạng tinh thể điển hình của vật liệu kim loại
a) Lập phương tâm khối (A2)
Lỗ hổng : ………………………………………………………………………..
Kích thước lỗ hổng: ……………………………………………………………
Lỗ hổng 4 mặt: ¼ trên cạnh nối điểm giữa 2 cạnh đối diện, dlh = 0,291dng.t
Lỗ hổng 8 mặt: tâm các mặt bên + giữa các cạnh, dlh = 0,154dng.t
Kim loại có kiểu mạng A2: Fe, Cr, Mo, W……
1.3.1. Mạng tinh thể điển hình của vật liệu kim loại
b) Lập phương tâm mặt (A1): Au; Ag; Cu; Al; Ni; Feγ
Ô cơ sở : Khối lập phương cạnh bằng a.
Số nguyên tử trong một ô cơ sở: Nô =
Bán kính nguyên tử: rnt =
Mặt xếp chặt nhất:
Phương xếp chặt nhất:
Mv = vnt /Vô =
1.3.1. Mạng tinh thể điển hình của vật liệu kim loại
Lập phương tâm mặt (A1)
Lỗ hổng 8 mặt: Lỗ hổng 4 mặt:
tâm khối + giữa các cạnh, d=0,414dng.t ¼ trên các đường chéo
khối tính từ đỉnh,
d=0,225dng.t
1.3.1. Mạng tinh thể điển hình của vật liệu kim loại
c) Sáu phương xếp chặt (A3): Zn; Mg; Tiα, Be, Cd, Zr
Ô cơ sở : Khối lục lăng cạnh đáy a, chiều cao c.
c
a
Số nguyên tử trong một ô cơ sở: Nô =
Bán kính nguyên tử: rnt = a/2; c/a =
Mặt xếp chặt nhất:
Phương xếp chặt nhất:
Mv = vnt /Vô =
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
