co so khoa ho c va t lie u chuong1 4596

MÔN HỌC CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU TS Lê Văn Thăng Khoa Công nghệ Vật liệu Đại học Bách Khoa Đại học Quốc Gia TPHCM ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC Số tín chỉ: (3,1,6) bao gồm 60 LT + BT+TT Đánh giá: KT kỳ (bài tập lớn + bai tập nhỏ + đọc tham khảo) + presentation (TN) 50%, Thi cuối kỳ 50% Nội dung: cung cấp kiến thức khoa học vật liệu: thiết lập mối quan hệ thành phần, cấu tạo nguyên tử (hoặc phân tử), cấu trúc vi mô tính chất vĩ mơ vật liệu Tài liệu tham khảo: [1] Lê Công Dưỡng,Vật liệu học NXB Khoa Học - Kỹ Thuật, Hà Nội, 1997 [2] Lawrence H Van Vlack, Elements of Material Science & Engineering, 6th edition, Addition - Wesley, Massachusetts, USA, 1989 [3] William D Callister, Jr., Material Science & Engineering - An introduction, 6th edition, John Wiley & Son Inc., New York, USA, 2003 [4] J.P Schaffer et al., The Science and Design of Engineering Materials, Irwin, USA, 1995 [5] W.Kurz, J.P Mercier, K.Zambelli, Introduction la science des matériaux, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse, 1987 Nội dung chi tiết Chương 1: Mở đầu Chương 2: Cấu tạo nguyên tử liên kết hóa học Chương 3: Các khái niệm mạng tinh thể Chương 4: Cấu trúc kim loại hợp kim Chương 5: Cấu trúc vật liệu ceramic Chương 6: Cấu trúc vật liệu polyme Chương 7: Vật liệu composit Chương 8: Khuyết tật tinh thể Chương 9: Quá trình khuếch tán Chương 10: Giản đồ pha chuyển pha Chương 11: Cơ tính vật liệu Chương 12: Lý tính vật liệu: tính chất điện, tính chất từ Đề thuyết trình LIGHT EMITTING ORGANIC DIODES (OLEDS) LIGHT-EMITTING-DIODE (LED) CARBON NANOTUBE MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES SINGLE-WALLED PIEZOELECTRIC MATERIALS PIEZOMAGNETISM MATERIALS LỚP VẬT LIỆU PHỦ TRÊN BỀ MẶT KIM LOẠI ĐỂ TĂNG CỨNG VẬT LIỆU TiO2 SỢI CÁP QUANG 10 VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT 11 CRYSTALLINE SILICON SOLAR CELL 12 PIN NHIÊN LIỆU 13 PIN MẶT TRỜI TRÊN CƠ SỞ TIO2 Đề thuyết trình 14 VẬT LIỆU NHỚ HÌNH (Shape Memory Material) 15 POLYMER CONDUCTIVE (Polymer DẪN điện) 16 MEMS 17 SILICON NANO WIRE – NANOFIBER 18 FERROMAGNETIC SHAPE MEMORY ALLOY 19 DIELECTRIC CURE MONITORING OF POLYMERS 20 “SMART” CORROSION PROTECTIVE COATINGS 21 PIEZOELECTRICITY IN POLYMERS 22 SUPERCONDUCTIVE MATERIALS 23 LIPID MEMBRANES ON HIGHLY ORDERED POROUS ALUMINA SUBSTRATES 24 GRAPHENE MATERIALS CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Trạng thái vật lý vật chất 1.1.1 Trật tự trật tự • Vật chất tồn bốn trạng thái: rắn, lỏng, khí plasma • Trạng thái vật lý chất xác định cân lượng liên kết (mang nguyên tử lại gần nhau), Elk lượng nhiệt (đẩy nguyên tử xa nhau), Enh • Năng lượng nhiệt sinh dao động liên tục nguyên tử • Enh = kT với T nhiệt độ [0K], k số Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/0K • Năng lượng liên kết lượng để phân ly hệ thành nguyên tố cấu thành  lượng để hóa hệ, gần Elk = const (T) • Lực liên kết nguyên tử mạnh Elk lớn: kim loại, gốm; ngược lại trường hợp khí hiếm, phân tử khí, phân tử hữu • Từ Enh = kT Elk = const, có thể: - Giải thích thay đổi trạng thái vật chất theo nhiệt độ - Khi T0 , Enh  cấu trúc trật tự theo R: trật tự hoàn toàn  L: trung gian  K: trật tự hoàn toàn Đặc trưng trạng thái Đặc trưng Chuyển động Rắn Dao động Lỏng Khí Tịnh tiến, quay, Tịnh tiến, quay, dao động dao động Khoảng cách Bé, cỡ kích thước Tăng lên cỡ Khá lớn so với hạt hạt kích thước hạt kích thước hạt Quan hệ Enh Elk Enh < Elk Hình dạng Enh  Elk Enh > Elk Hình dạng thể Có thể tích Khơng tích, tích bảo tồn khơng có hình khơng có hình dạng dạng • Trong số trường hợp, ranh giới phân biệt trạng thái rắn lỏng khơng rõ ràng • Hiện nay, người ta thường dùng khái niệm độ nhớt để phân biệt chất trạng thái rắn hay lỏng •Theo quan điểm này, chất rắn chất có độ nhớt động học lớn 1012 poises Plasma: • Là dạng khí có số ion có điện tích dương  số điện tử có điện tích âm  tổng điện tích gần trung hịa • Các nhà khoa học tin 99% vật chất vũ trụ tồn dạng plasma • Được tạo thành chất khí gia nhiệt đến nhiệt độ đủ cao, cho ngun tử khí trung hịa điện bị hết điện tử  ion có điện tích dương điện tử có điện tích âm  khí ion hóa cịn gọi plasma • Do điện tử ion dạng tự  plasma có tính dẫn điện kiểm sốt điện trường từ trường  ứng dụng nhiều cơng nghiệp Ví dụ: Các trạng thái vật lý nước Rắn Lỏng Khí Plasma Nước đá, H2O Nước, H2O Hơi nước, H2O Khí ion hóa H2  H+ + H+ + 2e T < oC < T < 100 oC T > 100 oC T > 100.000 oC Phân tử bị cố định Phân tử di chuyển Phân tử di chuyển mạng tinh tự tự do, khoảng cách thể phân tử lớn Ion điện tử di chuyển độc lập, khoảng cách10giữa phân tử lớn ... mạng tinh thể Chương 4: C? ? ?u tr? ?c kim loại hợp kim Chương 5: C? ? ?u tr? ?c v? ?t li? ?u ceramic Chương 6: C? ? ?u tr? ?c v? ?t li? ?u polyme Chương 7: V? ?t li? ?u composit Chương 8: Khuy? ?t t? ?t tinh thể Chương 9: Quá trình... h? ?c v? ?t li? ?u: thi? ?t lập mối quan hệ thành phần, c? ? ?u t? ??o nguyên t? ?? (ho? ? ?c phân t? ??), c? ? ?u tr? ?c vi mơ t? ?nh ch? ?t vĩ mơ v? ?t li? ?u T? ?i li? ?u tham khảo: [1] Lê C? ?ng Dưỡng,V? ?t li? ?u h? ?c NXB Khoa H? ?c - Kỹ Thu? ?t, ... v? ?t ch? ?t theo nhi? ?t độ - Khi T0 , Enh  c? ? ?u tr? ?c tr? ?t tự theo R: tr? ?t tự ho? ?n toàn  L: trung gian  K: tr? ?t tự ho? ?n toàn Đ? ?c trưng trạng thái Đ? ?c trưng Chuyển động Rắn Dao động Lỏng Khí T? ??nh tiến,