Bai giang bt cskhvl tri huynh

CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU ThS Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh 3/2016 Ý NGHĨA – MỤC TIÊU Mục tiêu Cấu trúc Tính chất Khơng Thực nghiệm Thỏa Ứng dụng Ý NGHĨA – MỤC TIÊU Lý thuyết Thực nghiệm Tại sao? Làm nào? Làm gì? Ý NGHĨA – MỤC TIÊU Lý thuyết Chứng minh Thực nghiệm Các lý thuyết chứng minh NỘI DUNG CHÍNH • Các khái niệm • Cấu trúc tinh thể • Chất rắn vơ định hình • Biểu đồ pha ứng dụng • Ứng xử học vật liệu • Tính chất vật liệu • Vật liệu composite NỘI DUNG CHÍNH • Các khái niệm • Cấu trúc tinh thể • Chất rắn vơ định hình • Biểu đồ pha ứng dụng • Ứng xử học vật liệu • Tính chất vật liệu • Vật liệu composite NỘI DUNG CHÍNH CẤU TRÚC TINH THỂ HÌNH HỌC TINH THỂ • Đối xứng • Nút, phương, mặt, số Miller • Nhiễu xạ tia X HĨA HỌC TINH THỂ • Bán kính ngun tử, bán kính ion • Mật độ • Lỗ trống • Số phối trí, đa diện phối trí • Sai sót cấu trúc, mơ hình mạng phẳng HÌNH HỌC TINH THỂ Đặc trưng ô sở P Mạng nguyên thủy I Ô mạng tâm khối C Ô mạng diện tâm sở F Ơ mạng tâm diện HÌNH HỌC TINH THỂ HÌNH HỌC TINH THỂ Hệ tinh thể Dạng mạng sở Ba nghiêng P Đặc tính ô mạng sở abc       900 Một nghiêng P, C abc  =  = 900   900 Trực thoi P, C, I, F abc  =  =  = 900 Ba phương P a=b=c  =  =   900 Sáu phương P a=bc  =  = 900  =1200 Bốn phương P, I a=bc  =  =  = 900 Lập phương P, I, F a=b=c  =  =  = 900 HÓA HỌC TINH THỂ • Nhơm cấu trúc FCC có khối lượng riêng 2,695g/cm3 thơng số mạng 4,05Å • Tính tỷ lệ lỗ trống • Tính tổng số lỗ trống 1m3 thể tích nhơm HĨA HỌC TINH THỂ Tổng số phần tử ô sở: Al nM   i i Vc N A Al Vc N A   ni  Mi   ni 2, 695 10    4, 05 10    6, 02 10    10  3,992 nguyên tử /ô 27 Tổng số lỗ trống ô sở: n v   3,992  0, 008 lỗtrống /ô 23 HĨA HỌC TINH THỂ Tỷ lệ lỗ trống: n v 0, 008  lỗtrống / ô fv    0,002 np  nút / ô Tỷ lệ lỗ trống/cm3: f v/cm3 n v 0, 008  lỗtrống / ô 20    1,2  10 lo ãtroá n g /cm Vc  4, 05 108 3  cm  HĨA HỌC TINH THỂ • Magnesium (Mg) có cấu trúc HCP • Biết khối lượng riêng Mg 1,735g/cm3 • Khối lượng mol Mg 24,3 • Các thông số mạng a, c 3,2087Å 5,209Å • Tính số ngun tử trung bình nút mạng sở • Tính mật độ lỗ trống 1m3 thể tích Mg HĨA HỌC TINH THỂ Thể tích sở HCP: c a Vc  a 2c 2cos30o  Vc   3, 2087 10   5, 209 10  10 10  cos30o  4, 64 1029 m3 HÓA HỌC TINH THỂ Tổng số phần tử ô sở: Mg nM   i i Vc N A   ni    ni Mg Vc N A Mi 1, 735 10    4, 64 10    6, 02 10    29 23 24,3  1,994 nguyên tử /ô Tổng số ngun tử trung bình/nút mạng ô sở: 1,994 fa   0,997 HÓA HỌC TINH THỂ Tổng số lỗ trống ô sở: n v   1,997  0, 003 lỗtrống /ô Tỷ lệ lỗ trống/cm3: f v/cm3 n v 0, 003  lỗtrống / ô 25    6,5  10 lo ãtroá n g /m Vc  4, 64 1029  m   6,5 1019 lỗtrống /cm3 HĨA HỌC TINH THỂ HỆ THỐNG TRƯỢT Biến dạng, biến dạng dẻo! HÓA HỌC TINH THỂ • So sánh mật độ xếp theo mặt (110) (111) nhơm cấu trúc FCC • Xác định mặt mạng mặt trượt? • Biết thơng số mạng 4,05Å HÓA HỌC TINH THỂ z Tổng số phần tử mặt (110): (110) 1   n i   góc   phần tử /góc  1    cạnh   phần tử /cạnh   phần tử 2  y x Diện tích mặt (110): A (110)  2a  a  2a Số phần tử/mặt (110): PPF(110) n   i A (110)  2 18   8, 62  10 phầ n tử /m 10 2a 2   4, 05 10  HÓA HỌC TINH THỂ z Tổng số phần tử mặt (111): (111) 1   n i   góc   phần tử /góc  1    cạnh   phần tử /cạnh   phần tử 2  y x Diện tích mặt (111): A (111) Số phần tử/mặt (111): PPF(111) n   i A (111)       a    a   a     2    14, 08 1018 phần tử /m 3 10 a   4, 05 10  2 HÓA HỌC TINH THỂ z (110) PPF(111)  14, 08 1018 phần tử /m (111) PPF(110)  8, 62 1018 phần tử /m y PPF(111)  PPF(110) x Mặt (111) có mật độ cao mặt trượt HĨA HỌC TINH THỂ Trình bày hiểu biết anh (chị) phương trình Wulf – Bragg ý nghĩa phân tích cấu trúc HĨA HỌC TINH THỂ Tại gọi lỗ trống tứ diện, bát diện? Xác định số lượng loại ô mạng lập phương lục giác sít chặt “Hãy theo đuổi ưu tú, thành công theo đuổi bạn”