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 HÌNH HỌC TINH THỂ Đặc trưng sở P Mạng ngun thủy I Ơ 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 ô mạng sở Ba nghiêng P Đặc tính 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 HĨA 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 HÓA 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 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  HÓA HỌC TINH THỂ • Magnesium (Mg) có cấu trúc HCP • Biết khối lượng riêng Mg 1,735g/cm3 • Khối lượng mol Mg 24,3 • Các thơng số mạng a, c 3,2087Å 5,209Å • Tính số nguyên 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 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 HÓA HỌC TINH THỂ HỆ THỐNG TRƯỢT Biến dạng, biến dạng dẻo! HĨA HỌC TINH THỂ • So sánh mật độ xếp theo mặt (110) (111) nhôm cấu trúc FCC • Xác định mặt mạng mặt trượt? • Biết thơng số mạng 4,05Å HĨA 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   goùc   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 HÓA HỌC TINH THỂ Tại gọi lỗ trống tứ diện, bát diện? Xác định số lượng loại mạng lập phương lục giác sít chặt “Hãy theo đuổi ưu tú, thành công theo đuổi bạn”