Cấu trúc chương trình1: Đại cương về tinh thể2: Một số loại giản đồ pha3: Tính chất của vật liệu4: Một số loại vật liệu Mạng tinh thể là một tập hợp vô hạn các nút (nguyên tử, phân tử hoặc ion) sắp xếp theo một trật tự nhất định. Mạng có thể xem như được tạo thành bằng cách sắp xếp liên tiếp theo các cạnh a, b, c những hình khối giống nhau. Các khối này gọi là ô cơ sở và cách sắp xếp các nút trong ô cơ sở là đại diện chung cho toàn mạng.
Vật liệu học VT 1/2011 Cấu trúc chương trình 1: Đại cương về tinh thể 2: Một số loại giản đồ pha 3: Tính chất của vật liệu 4: Một số loại vật liệu Đại cương về tinh thể Một số khái niệm • Mạng tinh thể là một tập hợp vô hạn các nút (nguyên tử, phân tử hoặc ion) sắp xếp theo một trật tự nhất định. • Mạng có thể xem như được tạo thành bằng cách sắp xếp liên tiếp theo các cạnh a, b, c những hình khối giống nhau. Các khối này gọi là ô cơ sở và cách sắp xếp các nút trong ô cơ sở là đại diện chung cho toàn mạng. Mạng tinh thể và ô cơ sở O A B C D E F G x y z a b c α β γ Các kiểu mạng tinh thể Phương tinh thể [u v w] Cách tìm: • Từ gốc trục tọa độ vẽ đường thẳng song song với phương cần xác định • Tìm tọa độ nút mạng gần gốc trục nhất trên đường thẳng đó. Nếu tọa độ nút mạng là (p, q, r) thì ký hiệu phương là [pqr] • Nếu tọa độ là phân số thì qui đồng mẫu số. Tử số là u, v, w thì ký hiệu là [uvw] • Nếu tọa độ có dấu âm thì trên đầu chỉ số tương ứng ghi dấu – Vd • EG có ký hiệu [0 1] • Các phương trong cùng hệ có u v w hoán vị chỗ cho nhau • [100] [010] [001] thuộc hệ <100> O A B C D E F G x y z E' 1 Mặt tinh thể (hkl) • Là mặt phẳng qua các tâm nguyên tử hay ion • Cách tìm: - Tìm giao điểm mặt với 3 trục x, y, z. Tọa độ 3 giao điểm là (p,0,0) (0,q,0) (0,0,r). - Lấy 1/p, 1/q, 1/r rồi qui đồng mẫu số. Tử số là h, k, l thì ký hiệu mặt là (hkl) - Nếu tọa độ có dấu trừ thì đặt dấu – ở trên đầu chỉ số tương ứng [...]... 2 2 2 Bài tập • So sánh d111 và d200 trong Pb (Fcc), cho rPb = 4,95 A0 Một số bài tập • Đồng (Fcc) có bán kính nguyên tử là 1,278 A o Tính khối lượng riêng của Cu Cho MCu =63,5 • Sắt thay đổi từ Bcc sang Fcc ở 9100 C Ở nhiệt độ này, bán kính nguyên tử của sắt trong hai cấu trúc là 1,258 A0 (Bcc) và 1,292 A0 (Fcc) Tính % thể tích thay đổi Cấu trúc các tinh thể vô cơ • Dạng đơn chất VD: Kim cương Ô... trật tự trong vật liệu Mất trật tự kiểu Schottky là mất trất tự kiểu lỗ trống Mất trật tự kiểu Frenken là mất trật tự kiểu xen kẽ • MX=> VM’ + VM* Kiểu Schottky • MX=> Mi* + Xi’ Kiểu Frenken • MX => Mi* + VM’ Frenken cation • MX => Xi’ + VX* Frenken anion Nguyên tắc: • Đảm bảo về kiểu mạng, về kiểu nút cation – anion trong tinh thể • Trung hòa về điện • Tuân theo quy luật của phản ứng hóa học VD: NaCl... quy luật của phản ứng hóa học VD: NaCl có phụ gia CaCl2 tham gia vào mạng Như vậy: Ca2+ thay thế cho Na+: CaCl2 => CaNa* +2ClCl + VNa’ Bài tập • Xác định cơ chế hình thành các nút trống sau: Thêm LiCl vào CaCl2 Thêm CaCl2 vào LiCl Thêm Al2O3 vào SiO2 Thêm Al2O3 vào NiO Bài tập • Viết cơ chế mất trật tự của các lớp chất sau: Một oxi trống trong MgO Mất trật tự kiểu Schottky trong Li3N Một ion Ca2+ thay... BCC: Cs+ ở đỉnh, nCS =1 Na+ chiếm các lỗ hổng Cl - ở tâm khối, nCl- =1 R + r = a/2 nCl- = 4, nNa+ = 4 R +r = a 3 2 ZnS Ô cơ sở: Fcc của S2- và có thêm 4 Zn2+ ở vị trí giống 4 nguyên tử phía trong của kim cương nS2- = 4; n Zn2+ = 4 a 3 R+r = 4 CaF2 Một số dạng khác Các khuyết tật trong mạng tinh thể Các ký hiệu và điện tích • • • • • Nếu M là nguyên tử nằm đúng vị trí của M: MM X là nguyên tử nằm đúng vị... R= 2 4 74% 2 c = 2a 3 91% Một số khái niệm • Mật độ thẳng = số nguyên tử/chiều dài (cm) • Độ lặp lại = khoảng cách giữa các nguyên tử trên phương đó • Mật độ phẳng = số nguyên tử/đơn vị diện tích(cm) Bài tập Cho rCu = 1,278Ao Tính: • Mật độ thẳng của nguyên tử theo phương [110] của Cu (Fcc) • Độ lặp lại trên phương [211] của Cu (Fcc) • Mật độ phẳng trên (100), (111), của Cu (Fcc) Khoảng cách giữa... đối với hệ lập phương: 1 cos ϕ = (hu + kv + lw ) M' N' Với M' = h 2 + k 2 +l 2 N' = u 2 + v 2 + w 2 Lập phương tâm khối (BCC) a 2 r r r r a Lập phương tâm mặt (FCC) a r r a r r Lục giác xếp chặt G I O L Bài tập • Xác định mối quan hệ giữa a (hằng số mạng) và R (bán kính nguyên tử), n (số nguyên tử trong 1 ô), số nguyên tử gần nhất đối với 1 nguyên tử, Mv% (mật độ thể tích) Ms% (mật độ sắp xếp ở mặt phẳng) . Vật liệu học VT 1/2011 Cấu trúc chương trình 1: Đại cương về tinh thể 2: Một số loại giản đồ pha 3: Tính chất của vật liệu 4: Một số loại vật liệu Đại cương về tinh