bài giảng vật liệu học

bài giảng vật liệu học

VẬT LIỆU HỌC

1.1.1.Thành phần cấu tạo

ς τ χη τ ς τ χη τậ ậ ấ ấ = ∑ Πη ν τ ρ τ νη Πη ν τ ρ τ νηầ ầ ử ấ ử ấ ỏ ỏ

→ Νγυψν τ

 Ví dụ 1 : Lá nhôm

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

Χ〈χ ι ν τ θυαψ ξυνγ θυανη η τ νην τηεο νη νγ θυ Χ〈χ ι ν τ θυαψ ξυνγ θυανη η τ νην τηεο νη νγ θυ đ ệ đ ệ ử ử ạ ạ ữ ữ ỹ đạ ỹ đạο ο ρινγ => λ π ϖ ι ν τ λ π ϖ ι ν τ ớ ớ ỏ đ ệ ỏ đ ệ ử ử

 Ví dụ 3 : lớp vỏ n =1

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

 Ví dụ 4 : lớp vỏ n = 2

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

 Ví dụ 5 : lớp vỏ n =3

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử



 Chuyển động của điện tử:

 Điện tử chuyển động quay xung quanh Hạt nhân => Chuyển động quỹ đạo

 Μψ ι ν τ Σ: δ νγ θ α χ υ δ νγ θ α χ υ ạ ạ ủ ủ ầ ầ

Χ〈χ ι ν τ Σ πην β : γι νγ νηαυ τρονγ κηνγ γιαν

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

 Mây điện tử P: dạng qủa tạ đôi

Các điện tử P phân bố trong không gian theo 3 cách khác nhau : Px, Py, Pz

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

 Mây điện tử d: dạng hoa thị 4 cánh Các điện tử d

dyz, dxy, dx2-y2, dz2

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

 Biểu diễn cấu trúc vỏ điện tử :

 Dùng ký hiệu ô lượng tử :

Hyđro (H) : 1e

1S Nitơ (N) : 7 e

 Dùng công thức điện tử :

Hyđro (H) : 1S1Nitơ (N) : 1S22S22P3

1.1.2.Sắp xếp điện tử trong nguyên tử

1.1.3.Bảng hệ thống tuần hoàn

 Đ ệ Đ ệι ν τ (σ λι ν τ (σ λử ử ố ượ ố ượνγ, χ υ τ ο ϖ ) θυψ τ νη τ/χ νγυψν τνγ, χ υ τ ο ϖ ) θυψ τ νη τ/χ νγυψν τấ ấ ạ ạ ỏ ỏ ế đị ế đị ử ử

(Σ ι ν τ = Σ προτν= ι ν τχη η τ νην Ζ )

 ∑ Νγυψν τ => Νγυψν τ η⌠α η χ

Ví dụ 11.

1.2.1.Liên kết cộng hóa trị

Ví dụ 12: H-H => H2

1.2.1.Liên kết cộng hóa trị

• ς δ 13 : Η ς δ 13 : Ηụ ụ 2Ο

Η + : Ο : + Η Η :Ο:Η Η Ο Η Η Ο Η – – – –

• ς δ 13 : Η2Ο

Η + : Ο : + Η Η :Ο:Η Η Ο Η Η Ο Η – – – –

• ς δ 14: ΝαΧλ : χΝα = 0.9 = 0.9 , χΧλ = 3.0

1.2.2.Liên kết ion

1.2.2.Liên kết ion

• ς δ 15: Μ νγ τινη τη ΝαΧλ ς δ 15: Μ νγ τινη τη ΝαΧλụ ụ ạ ạ ể ể

 Λ χ ητ τ νη ι ν: Λ χ ητ τ νη ι ν: ự ự ĩ ĩ đ ệ đ ệ Ιον (+) ητ  ι ν τ (−)

=> Liên kết kim loại

1.2.3.Liên kết kim lọai

Ví dụ-16

1.2.3.Liên kết kim lọai

Ví dụ 17

1.3.Cấu trúc của vật liệu

Solid Gas

Liquid

1.3.1.Trạng thái của vật chất

1.3.1.Trạng thái của vật chất

Χηυψ ν ể độνγ νηι τ: νη⌠µ ệ

Χηυψ ν ể độνγ νηι τ: νη⌠µ ệ

β πη〈 ϖị ơ

β πη〈 ϖị ơ => Ηνη τη◊νη νη⌠µ µ ι ϖ ι χ〈χ ớ ớ

τη◊νη νη⌠µ µ ι ϖ ι χ〈χ ớ ớ

νγυψν τ κη〈χ ϖ τρ ử ở ị

νγυψν τ κη〈χ ϖ τρ ử ở ị

µ ι.

1.3.1.Trạng thái của vật chất

 Chất rắn vô định hình:

Các nguyên tử (phân tử) sắp xếp không có trật tự

& không có quy luật theo 3

chiều trong không gian ở

trạng thái rắn

SiO2

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

  χ σ ( χ β ν)  χ σ ( χ β ν)ơ ở ơ ở ơ ả ơ ả

Χ〈χ νγυψν τ σ π ξ π χ⌠ θυψ λυ τ  Μ ηνη κηνγ γιαν

=>  χ σ ς δ 26 :  χ σ

 Μ νγ τινη τη

Νηι υ  χ σ σ π ξ π λιν τι π τηεο 3 χηι υ τρονγ κηνγ γιαν

Ví dụ 27:

Sự hình thành mạng

tinh thể

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

Ví dụ 28 :Mạng tinh thể

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

 Πη Πηươ ươνγ τινη τη : νγ τινη τη : ể ể đườ đườνγ τη νγ ι θυα ντ µ νγ νγ τη νγ ι θυα ντ µ νγẳ ẳ đ đ ạ ạ

 Mặt tinh thể:

Mặt phẳng tạo bởi các nút mạng (min=3) V í dụ 30

πR 3

4 n

V

v M

3 v

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

1.3.2.Khái niệm về mạng tinh thể

1.3.3.Cấu trúc tinh thể điển hình

1.3.3.1.Chất rắn có liên kết kim loại

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương thể tâm

•  χ σ : κη ι λ π πη  χ σ : κη ι λ π πη νγ νγ

∑ ε = νη : 8 νγυψν τ + Τµ : 1 νγυψν τ = 9 νγτ

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương thể tâm

• Σ νγυψν τ τρονγ  χ σ (Τρυνγ β Σ νγυψν τ τρονγ  χ σ (Τρυνγ βố ố ử ử ơ ở ơ ở νη):

νϖ = 8 ξ 1/8 + 1 = 2 νγ.τ

Ví dụ 34:

• Σ πη ι ϖ : Σ πη ι ϖ :ố ố ố ố ị ị Κ = 8

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương th ể tâm

• Μ τ Μ τ ậ độ ậ độ νγυψν τ νγυψν τử ử

ς = α 3

% 68

%

100 V

πR 3

4 n

V

v M

3 v

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương thể tâm

• Μ νγ τινη τη = Μ νγ τινη τη = ạ ạ ể ể ∑  χ σ

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương thể tâm

• Χ〈χ κιµ λο ι : Φεα , Χρ , Μο , Ω

1.3.3.1.1.Cấu trúc lập phương thể tâm

• Σ νγυψν τ τρονγ  χ σ :

νϖ = 8 ξ 1/8 + 6/2 = 4 νγ.τ

1.3.3.1.2.Cấu trúc lập phương tâm diện

• Σ πηι ϖ : Κ = 4 ξ 2 + 6 = 14

1.3.3.1.2.Cấu trúc lập phương tâm diện

• Μ τ Μ τ νγυψν τ νγυψν τ

ς = α 3

% 74

%

100 V

πR 3

4 n

V

v M

3 v

1.3.3.1.2.Cấu trúc lập phương

• Mạng tinh thể = ∑ ô cơ sở

1.3.3.1.2.Cấu trúc lập phương tâm diện

• Χ〈χ κιµ λο ι : Χ〈χ κιµ λο ι :ạ ạ Φε γ , Νι, Χυ, Αλ

1.3.3.1.2.Cấu trúc lập phương tâm diện

•  χ σ : κη ι λ νγ τρ λ χ γι〈χ  χ σ : κη ι λ νγ τρ λ χ γι〈χ ơ ở ơ ở ố ố ă ă ụ ụ ụ ụ đề đềυ υ

∑ ε = νη : 6ξ 2 + 〈ψ : 1 ξ 2 + Τµ : 3 = νη : 6ξ 2 + 〈ψ : 1 ξ 2 + Τµ : 3 = Đỉ Đỉ Đ Đ 17 νγτ 17 νγτử ử

1.3.3.1.3.Cấu trúc lục phương xếp chặt

• Σ νγυψν τ τρονγ  χ σ : Σ νγυψν τ τρονγ  χ σ :ố ố ử ử ơ ở ơ ở

νϖ = 12 ξ 1/6 + 2ξ1/2 + 3 = 6 νγ.τ

1.3.3.1.3.Cấu trúc lục phương xếp chặt

8 a

• Σ πηι ϖ : Σ πηι ϖ :ố ố ị ị Κ = 3 ξ 2 + 6 = 12

1.3.3.1.3.Cấu trúc lục phương xếp chặt

• Μ τ Μ τ ậ độ ậ độ νγυψν τ νγυψν τử ử

% 74

%

100 V

πR 3

4 n

V

v M

3 v

1.3.3.1.3.Cấu trúc lục phương xếp chặt

• Χ〈χ κιµ λο ι : Τι , Μγ , Ζν

1.3.3.1.3.Cấu trúc lục phương xếp chặt

C ấu trúc tinh thể của kim loại

1.3.3.2.Chất rắn có liên kết cộng hóa trị

• ς δ : Κιµ χ ς δ : Κιµ χụ ụ ươ ươνγ ( δ νγ ( δạ ạνγ τη ηνη χ α Χαχβον)νγ τη ηνη χ α Χαχβον)ủ ủ

Số nguyên tử trong ô cơ sở:

nv = 8 x 1/8 + 6x1/2 + 4 = 8 ng.tử

1.3.3.3.Chất rắn có liên kết ion

Các mạch Polyme đựơc liên kết với nhau bằng lực liên kết

Sắp xếp có trật tự : Cấu trúc tinh thể

Sắp xếp không có trật tự : Cấu trúc vô định hình

1.3.3.5.Dạng thù hình

 Κη〈ι νι µ : Κη〈ι νι µ :ệ ệ Νη νγ χ υ τρχ τινη τη Νη νγ χ υ τρχ τινη τη ữ ữ ấ ấ ể ể ≠ χ α χνγ µ τ χη τ ρ ν γ ι λ◊ χ〈χ δ νγ χ α χνγ µ τ χη τ ρ ν γ ι λ◊ χ〈χ δ νγ ủ ủ ộ ộ ấ ấ ắ ắ ọ ọ ạ ạ

τη ηνη

Graphit Kim cương

1.3.4.S ự kết tinh c ủa kim loại

Ví dụ 22: Đường nguội của Cu

1.3.4.S ự kết tinh của kim loại

Ví dụ 23: Sự hình thành tinh thể

• ς δ 24: Τινη τη νη〈νη χψς δ 24: Τινη τη νη〈νη χψụ ụ ể ể

1.3.4.Sự kết tinh của kim loại

1.3.5.2.Sai lệch đường-Lệch

1.3.5.2.Sai lệch đường-Lệch

Ví dụ 54 : Sai lệch xoắn