NGHIÊN cứu HOÀN THIỆN QUY TRÌNH xác ĐỊNH tỷ lệ PHA CHO vật LIỆU NHIỀU PHA sử DỤNG NHIỄU xạ x QUANG

M CL C Trang tựa TRANG Quy t định giao đề tƠi Xác nhận c a cán h ớng dẫn Lý lịch khoa học i L i cam đoan ii L i c m n iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách chữ vi t tắt x Danh sách hình xi Danh sách b ng xiv CH NG 1:T NG QUAN 1.1 Lý chọn đề tƠi 1.2 Mục tiêu c a đề tƠi 1.3 Nhi m vụ c a đề tƠi vƠ giới h n đề tƠi 1.3.1 Nhi m vụ c a đề tƠi 1.3.2 Giới h n đề tƠi 1.4 Ph ng pháp nghiên c u 1.5 Điểm c a luận văn 1.6 Giá trị khoa học vƠ thực tiển c a luận văn 1.7 Tổng quan lĩnh vực nghiên c u k t qu nghiên c u vƠ ngoƠi n ớc CH NG 2:C S Lụ THUY T 2.1 C s cơu truc ma ̣ng tinh thể c a vật rắn vi 2.1.1 M ng tinh thể 2.1.2 Ô c s , s ph ng, s miller c a mặt tinh thể 2.1.3 Cấu trúc tinh thể điển hình c a kim lo i 10 2.1.3.1 M ng lập ph ng tơm kh i 10 2.1.3.2 M ng lập ph ng tơm mặt 11 2.1.3.3 M ng lục giác x p chặt 11 2.2 Hợp kim c ng 11 2.2.1 ThƠnh phần hóa học vƠ ch t o 11 2.2.2 Phơn lo i vƠ mác hợp kim c ng 12 2.2.3 Cấu trúc tinh thể c a pha hợp kim c ng ba pha 13 2.2.3.1 Cấu trúc tinh thể c a pha Co 13 2.2.3.2 Cấu trúc tinh thể c a pha WC 13 2.2.3.3 Cấu trúc tinh thể c a pha liên k t TiC 14 2.3 Các ph ng pháp xác định tỷ l pha 14 2.3.1 Ph ng pháp chụp nh hiển vi ( kim t ng)- Tẩm thực mƠu 14 2.3.2 Ph ng pháp đo từ tính 16 2.3.3 Ph ng pháp xác định tỷ l pha dựa vƠo thƠnh phần hóa học 16 2.3.4 Ph ng pháp nhi u x X-Quang (XRD) 16 2.3.4.1 Tia X 16 2.3.4.2 Định luật Bragg 17 2.4 Cách xác định mặt nhi u x từ nh nhi u x 18 2.4.1 Xác định mặt nhi u x c a cấu trúc lục giác 18 2.4.2 Xác định mặt nhi u x c a cấu trúc lập ph vii ng 19 2.5 C s ̉ tốnh toan tỷ lê ̣ pha d ạ vao l ̣ng nhiễu xa ̣ toan phơn của mỗi pha 21 2.5.1 Công th c tốnh tỷ lê ̣ pha d ạ vƠo l ợng nhi u x 21 2.5.2 Xác định l ợng c a pha 21 2.5.3 Xác định l ợng nhi u x c a pha có mặt nhi u x 22 2.6 Độ m rộng đỉnh nhi u x tia x…………………………………………… 23 2.7 Tính tốn thơng s góc nhi u x 23 2.7.1 Tính tốn góc nhi u x cho pha WC 25 2.7.2 Tính tốn góc nhi u x cho pha TiC 28 2.7.3 Tính tốn góc nhi u x cho pha Co 30 CH NG 3:QUY TRỊNH XỄC Đ NH T L PHA B NG PH NG PHỄP NHI U X X-QUANG 34 3.1 Chuẩn bị mẫu thí nghi m 34 3.1.1 Cắt mẫu 34 3.1.2 Đúc mẫu 34 3.2 MƠi vƠ đánh bóng mẫu thí nghi m 35 3.2.1 Ph ng pháp đánh bóng c học 35 3.2.1.1 MƠi mẫu 35 3.2.1.2 Đánh bóng mẫu 36 3.2.2 Ph ng pháp đánh bóng n hóa 38 3.3 Chuẩn bị thi t bị vƠ ti n hƠnh đo đ t mẫu máy nhi u x 39 3.3.1 Thi t bị nhi u x tia X 39 3.3.2 Đo mẫu máy nhi u x 43 CH NG 4: TH C NGHI M VÀ TệNH TOỄN K T QU 45 4.1 Chuẩn bị mẫu thí nghi m 45 viii 4.2 Điều ki n thí nghi m 45 4.3 Tính tốn l ợng nhi u x từ k t qu đo đ t 47 4.3.1 LƠm mịn li u ( xử lí nhi u) 47 4.3.2 Nguyên lý xác định mặt nhi u x hkl 49 4.3.3 Hi u chỉnh nhi u x 51 4.3.4 Tính l ợng nhi u x 52 4.3.5 Tính l ợng nhi u x cho mẫu 53 4.3.6 Tính l ợng nhi u x cho mẫu 70 4.3.7 Tính l ợng nhi u x cho mẫu 87 4.3.8 Tính l ợng nhi u x cho mẫu 104 4.3.9 Tính l ợng nhi u x cho mẫu 122 4.4 Sai s c a l ợng nhi u x vƠ tỷ l pha 139 4.4.1 Dung sai c a hƠm c a bi n ngẫu nhi n 139 4.4.2 Dung sai c a tỷ l pha đ i với vật li u hợp kim c ng ba pha 139 4.5 Xác định tỷ l pha ph ng pháp phơn tích thần phần hóa học 140 4.5.1 ThƠnh phần hóa học c a mẫu hợp kim c ng ba pha 140 4.5.2 Tính tỷ l pha 141 4.6 So sánh k t qu 142 CH NG 5:K T LU N .144 5.1 Tóm tắt vƠ đánh giá k t qu đề tƠi 144 5.2 Ki n nghị h ớng phát triển đề tƠi 144 TÀI LI U THAM KH O 146 ix DANHSÁCH CH VI T T T B ớc sóng tia X d Kho ng cách mặt phẳng phơn tử (hkl) n Bậc nhi u x h,k,l Chỉ s Miller (hkl) Mặt nhi u x a Thông s m ng theo trục x b Thông s m ng theo trục y c Thông s m ng theo trục z 2� Góc nhi u x B Bề rộng trung bình đ xk B ớc nhi u x yi C WC Pha Vonfram Cacbit TiC Pha Titan Cacbit Co Pha Côban ng nhi u x ng độ nhi u x x-quang t i góc nhi u x 2�i Tỷ l pha c a pha Vonfram Cacbit ( WC ) Tỷ l pha c a pha Titan Cacbit ( TiC ) Tỷ l pha c a pha Côban (Co ) (ℎ ) Năng l ợng nhi u x c a pha với b ớc sóng nhi u x (ℎ ) ) ℎ ng c a mặt nhi u x ℎ ng c a mặt nhi u x ℎ ng Năng l ợng nhi u x c a pha với b ớc sóng nhi u x (ℎ c a mặt nhi u x Năng l ợng nhi u x c a pha với b ớc sóng nhi u x x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1: M ng tinh thể c a mu i ăn (NaCl) Hình 2: Các bậc đ i x ng c a m ng tinh thể Hình 3: Ơ c s (a), s ph ng (b) vƠ s Miller c a tinh thể (c) Hình 4: Ơ c s c a kiểu m ng lập ph ng tơm kh i .10 Hình 5: Ô c s c a kiểu m ng lập ph ng tơm mặt 11 Hình 6: Ô c s c a kiểu m ng lục giác x p chặt .11 Hình 7: Cấu trúc tinh thể c a pha Côban .13 Hình 8: Cấu trúc tinh thể c a pha WC 14 Hình 9: Cấu trúc tinh thể c a pha TiC 14 Hình 10: S đồ nguyên lý ng phát tia x 17 Hình 11: Nguyên lý nhi u x 17 Hình 12: Tính l ng nhi u x t i đỉnh nhi u x 22 Hình 13: Năng l ợng nhi u x c a pha , , toƠn đ ng nhi u x 23 Hình 1: ng phát tia X 40 Hình 2: H giác k c a máy nhi u x tia X X’Pert Pro…………………………41 Hình 3: Detector tỉ l ……………………………………………………………41 Hình 4: H th ng thu nhận …………………………………………………… 42 Hình 5: H máy nhi u x tia X X’Pert Pro…………………………………… 43 Hình 1: Mẫu thí nghi m…………………………………………………………45 Hình 2: Gi n đồ nhi u x mẫu 46 Hình 3: Gi n đồ nhi u x mẫu 46 Hình 4: Gi n đồ nhi u x mẫu 46 Hình 5: Gi n đồ nhi u x mẫu 47 Hình 6: Gi n đồ nhi u x mẫu 47 Hình : Dữ li u nhi u x thô .48 Hình 8: Dữ li u sau lƠm mịn với nL= nR=9 .49 xi Hình 9: Đ Hình 10 : Đ ng thẳng ti p n với điểm li u 49 ng thẳng ti p n t i điểm i 50 Hình 11 : Xác định li u nhi u x c a mặt nhi u x 51 Hình 12: Hi u chỉnh c a đ ng nhi u x 52 Hình 13: Năng l ợng nhi u x t ng đ i t i đỉnh nhi u x (hkl) 53 Hình 14: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [001], (Mẫu 1) .54 Hình 15: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [100], (Mẫu 1) .55 Hình 16: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [101], mẫu 57 Hình 17: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], mẫu 58 Hình 18: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [110], mẫu 60 Hình 19: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], mẫu 61 Hình 20: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [110], mẫu 63 Hình 21: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [102], mẫu 65 Hình 22: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu 66 Hình 23: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 68 Hình 24: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [001], mẫu 70 Hình 25: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [100], mẫu 72 Hình 26: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [101], mẫu 73 Hình 27: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], mẫu 75 Hình 28: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [110], mẫu 77 Hình 29: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], mẫu 78 Hình 30: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [110], mẫu 80 Hình 31: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [102], mẫu 82 Hình 32: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu 84 Hình 33: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 85 Hình 34: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [001], mẫu 88 Hình 35: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [100], mẫu 89 Hình 36: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [101], mẫu 91 Hình 37: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], mẫu 93 xii Hình 38: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [110], mẫu 94 Hình 39: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], mẫu 96 Hình 40: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [110], mẫu 97 Hình 41: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [102], mẫu 99 Hình 42: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu 100 Hình 43: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 102 Hình 44: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [001], mẫu 104 Hình 45: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [100], mẫu 106 Hình 46: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [101], mẫu 108 Hình 47: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], mẫu 110 Hình 48: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [110], mẫu 111 Hình 49: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], mẫu 113 Hình 50: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [102], mẫu 115 Hình 51: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [102], mẫu 116 Hình 52: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu 118 Hình 53: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 120 Hình 54: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [001], mẫu 122 Hình 55: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [100], mẫu 123 Hình 56: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [101], mẫu 125 Hình 57: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], mẫu 127 Hình 58: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [110], mẫu 129 Hình 59: Đỉnh nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], mẫu 130 Hình 60: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [110], mẫu 132 Hình 61: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [102], mẫu 133 Hình 62: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu 135 Hình 63: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 136 Hình 64: Biểu đồ tỷ l pha c a hai ph xiii ng pháp đo 143 DANH SÁCH CÁC B NG B NG TRANG B ng 1: Kho ng cách dhkl mặt m ng h tinh thể đ n gi n .10 B ng 2: ThƠnh phần hóa học vƠ tính chất s hợp kim c ng thiêu k t 12 B ng 3: Tổng bình ph ng c a s miller .20 B ng 2.4: Hằng s Scherrer c a vài d ng tinh thể………………………… 24 B ng 1: Cấp độ nhẵn bóng bề mặt 37 B ng 2: ThƠnh phần hỗn hợp đánh bóng thơng dụng 38 B ng 3: ThƠnh phần dung dịch vƠ thơng s đánh bóng n hóa s lo i vật li u .39 B ng 1: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [001], (Mẫu 1)…………… 54 B ng 2: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [100], Mẫu 55 B ng 3: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [101], Mẫu .57 B ng 4: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], Mẫu 59 B ng 5: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [110], Mẫu 60 B ng 6: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], Mẫu 61 B ng 7: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [110], Mẫu 63 B ng 8: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [102], Mẫu 65 B ng 9: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 67 B ng 10: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [004], Mẫu 68 B ng 11: B ng tính tốn k t qu cho li u đo mẫu 69 B ng 12: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [001], Mẫu .70 B ng 13: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [100], Mẫu 72 B ng 14: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [101], Mẫu 74 B ng 15: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], Mẫu 75 B ng 16: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [110], Mẫu 77 B ng 17: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], Mẫu 79 B ng 18: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [110], Mẫu 80 B ng 19: Năng l ợng nhi u x c a pha WCt i mặt [102], Mẫu .82 xiv B ng 20: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 84 B ng 21: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [004], Mẫu 85 B ng 22: B ng k t qu tính tốn cho li u đo mẫu 87 B ng 23: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [001], Mẫu 88 B ng 24: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [100], Mẫu 89 B ng 25: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [101], Mẫu 91 B ng 26: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], Mẫu 93 B ng 27: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [110], Mẫu 94 B ng 28: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], Mẫu 96 B ng 29: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [110], Mẫu .98 B ng 30: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [102], Mẫu 99 B ng 31: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 101 B ng 32: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [004], Mẫu .102 B ng 33: B ng k t qu tính tốn cho li u đo mẫu 104 B ng 34: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 105 B ng 35: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 106 B ng 36: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [101], Mẫu 108 B ng 37: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], Mẫu 110 B ng 38: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [110], Mẫu 112 B ng 39: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [311], Mẫu 113 B ng 40: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [110], Mẫu 115 B ng 41: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [102], Mẫu 116 B ng 42: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu 118 B ng 43: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [004], Mẫu 120 B ng 44: B ng tính tốn k t qu cho li u đo mẫu 121 B ng 45: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [001], Mẫu 122 B ng 46: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [100], Mẫu 124 B ng 47: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [101], Mẫu 125 B ng 48: Năng l ợng nhi u x c a pha TiC t i mặt [220], Mẫu 127 xv 76.535 76.565 76.595 76.625 76.655 76.685 76.715 76.745 76.775 76.805 76.835 76.865 76.895 76.925 76.955 76.985 77.015 77.045 77.075 77.105 77.135 77.165 77.195 77.225 77.255 77.285 77.315 77.345 77.375 77.405 77.435 77.465 77.495 77.525 77.555 77.585 77.615 105 115 126 140 153 151 180 195 235 261 336 334 409 421 464 472 511 532 464 459 424 395 349 371 340 268 271 211 215 156 132 96 112 82 82 62 60 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.15 3.45 3.78 4.2 4.59 4.53 5.4 5.85 7.05 7.83 10.08 10.02 12.27 12.63 13.92 14.16 15.33 15.96 13.92 13.77 12.72 11.85 10.47 11.13 10.2 8.04 8.13 6.33 6.45 4.68 3.96 2.88 3.36 2.46 2.46 1.86 1.8 Tổng l ợng nhi u x WC[102]: E8= 301.05  Đ nh nhi u x 9:  B ớc:0.03- Th i gian: 3.5s  Pha nhi u x WC (Vonfram Cacbit)  Mặt nhi u x [201], Bề rộng trung bình: B = 0.4550 134 WC [201] 400 350 300 250 200 150 100 50 83.2 83.4 83.6 83.8 84 84.2 84.4 84.6 84.8 Hình 62: Đỉnh nhi u x c a pha WC t i mặt [201], mẫu B ng 53: Năng l ợng nhi u x c a pha WC t i mặt [201], Mẫu Pos [°2Th.] Lobs [cts] CT[s] Năng l ợng nhi u x 83.345 83.375 83.405 83.435 83.465 83.495 83.525 83.555 83.585 83.615 83.645 83.675 83.705 83.735 83.765 83.795 83.825 83.855 83.885 83.915 83.945 83.975 84.005 43 62 54 50 57 84 88 80 106 118 120 173 171 206 245 288 304 306 316 324 348 336 336 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 1.29 1.86 1.62 1.5 1.71 2.52 2.64 2.4 3.18 3.54 3.6 5.19 5.13 6.18 7.35 8.64 9.12 9.18 9.48 9.72 10.44 10.08 10.08 135 84.035 84.065 84.095 84.125 84.155 84.185 84.215 84.245 84.275 84.305 84.335 84.365 84.395 84.425 84.455 84.485 84.515 84.545 333 353 343 320 302 280 252 250 190 183 135 152 127 119 114 102 65 64 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 9.99 10.59 10.29 9.6 9.06 8.4 7.56 7.5 5.7 5.49 4.05 4.56 3.81 3.57 3.42 3.06 1.95 1.92 Tổng l ợng nhi u x WC[201]: E9= 236.97  Đ nh nhi u x 10:  B ớc:0.03- Th i gian: 3.5s  Pha nhi u x Co (Cobalt)  Mặt nhi u x [004]  Bề rộng trung bình: B = 0.5200 Co [004] 350 300 250 200 150 100 50 98 98.2 98.4 98.6 98.8 99 99.2 Hình 63: Đỉnh nhi u x c a pha Co t i mặt [004], mẫu 136 99.4 B ng 54: Năng l ợng nhi u x c a pha Co t i mặt [004], Mẫu Pos [°2Th.] Lobs [cts] CT[s] Năng l ợng nhi u x 98.165 98.195 98.225 98.255 98.285 98.315 98.345 98.375 98.405 98.435 98.465 98.495 98.525 98.555 98.585 98.615 98.645 98.675 98.705 98.735 98.765 98.795 98.825 98.855 98.885 98.915 98.945 98.975 99.005 99.035 99.065 99.095 99.125 99.155 99.185 99.215 99.245 70 86 103 115 121 135 149 147 183 217 205 245 299 256 279 302 288 256 234 242 230 221 211 207 191 189 189 145 146 149 120 117 95 85 78 73 66 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 2.1 2.58 3.09 3.45 3.63 4.05 4.47 4.41 5.49 6.51 6.15 7.35 8.97 7.68 8.37 9.06 8.64 7.68 7.02 7.26 6.9 6.63 6.33 6.21 5.73 5.67 5.67 4.35 4.38 4.47 3.6 3.51 2.85 2.55 2.34 2.19 1.98 Tổng l ợng nhi u x Co [004]: E10= 193.32 137  K t lu n cho m u - Tổng l ợng nhi u x c a mẫu là: - Từ b ng 4.45 đ n b ng 4.54 ta tính đ ợc tổng l ợng nhi u x c a 104 26 = 3563.75 pha nh sau:  Pha WC ( Tungsten Carbide): 104 26 =2770.05  Pha nhi u x TiC ( Titanium Carbide):  Pha Co ( Cobalt): 104 26 = 295.46 104 26 = 498.24 � B ng 55: B ng k t qu tính tốn cho li u đo mẫu B ng k t qu tính tốn cho li u đo mẫu Tên b ng Pha (hkl) K t qu Tổng WC Tổng TiC Tổng Co Tổng cộng %WC %TiC % Co B ng 4.45 WC 001 502.62 B ng 4.46 WC 100 848.88 B ng 4.47 WC 101 735.78 B ng 4.48 TiC 220 211.71 3563.75 77.73 13.98 8.29 B ng B ng B ng B ng 4.49 4.50 4.51 4.52 WC TiC Co WC 110 311 110 102 144.75 286.53 102.14 301.05 2770.05 498.24 295.46 Tổng l ợng nhi u x c a mẫu Tỷ l c a pha WC mẫu Tỷ l c a pha TiC mẫu Tỷ l pha Co mẫu B ng B ng 4.53 4.54 WC Co 201 004 236.97 193.32  K t lu n B ng 56: B ng k t qu xác định tỷ l thành phần pha c a mẫu thí nghi m hợp kim c ng ba pha ThƠnh Phần pha( % ) Tên pha Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Trung bình WC 78.7 77.82 76.87 77.45 77.73 77.71 TiC 13.04 12.63 13.84 14.79 13.98 13.66 Co 8.26 9.55 9.29 7.77 8.29 8.63 138 4.4 Sai s l ng nhi u x t l pha 4.4.1 Dung sai hƠm bi n ng u nhi n c a n bi n ngẫu nhiên = Dung sai c a hàm =1÷ đ ợc xác định : �2 = � = Đ i với bi n ngẫu nhiên � �2 ( 4.1) , ta có ph ng trình sau xác định dung sai: �2 = (4.2) Do dung sai c a hƠm: �2 = � = (4.3) � Từ , 95% kho ng tin cậy c a hƠm lƠ: ∆ = ±1.96� (4.4) 4.4.2 Dung sai t l pha đ i v i v t li u h p kim c ng ba pha Dung sai c a l ợng nhi u x t ng đ i c a đỉnh nhi u x vƠ tổng l ợng nhi u x t ng đ i c a m đỉnh nhi u x c a pha ( WC, TiC, Co) lần l ợt là: � ,� , = =1 � ,� , (4.5) ℎ Tính tốn t ℎ ng tự cho pha, ta có dung sai c a tỷ l pha lƠ: 2 ∂qWC ∂qWC ∂qWC 2 σE WC + σE TiC + σ2E Co σq WC = TiC Co WC ∂E ∂E ∂E E TiC +E Co = σ2q TIC = E WC +E Co 2 E WC ∂qTiC = ∂ETiC + −E WC −E TiC ∂qCo = ∂ECo ETiC + σ2q Co σ2E TiC 2 ETiC + ECo ∂qTiC + ∂EWC σ2E TiC ∂qTiC + ∂ECo σ2E TiC ∂qCo + ∂ECo EWC + ECo (4.7) σ2E Co ∂qCo + ∂ETiC 139 (4.6) 2 σ2E Co σ2E Co = E WC +E � 2 Trong −E Co ECo + = + � EWC + ETiC (4.8) lƠ tổng l ợng nhi u x + B ng 57: Năng l ợng nhi u x c a mẫu thí nghi m Năng l ợng nhi u x Pha Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu WC 2184.36 1440.84 2823.15 2322.59 2770.05 TiC 362.04 233.94 508.23 443.45 498.24 Co 229.17 176.79 341.34 232.93 295.46 Th l ợng nƠyvƠo công th c từ (4.5) đ n (4.8), thành phần pha với 95% kho ng tin cậy đ ợc xác định lần l ợt lƠ: B ng 58: Sai s c a tỷ l pha đ i với mẫu hợp kim c ng pha Pha Sai s ± WC TiC Co Mẫu 78.70 ± 1.50% 13.04 ± 0.23% 8.26 ± 1.30% Mẫu 77.82 ± 1.46% 12.63 ± 1.51% 9.55 ± 1.33% Mẫu 76.87 ± 1.25% 13.84 ± 1.12% 9.29 ± 0.94% Mẫu 77.45 ± 1.49% 14.79 ± 1.27% 7.77 ± 0.95% Mẫu 77.73 ± 1.36% 13.98 ± 1.14% 8.29 ± 0.90% Trung bình ± % 4.5 Xácđ nh t l pha b ng ph ± % ± % ng pháp phơn tích thần phần hóa h c 4.5.1 ThƠnh phần hóa h c m u h p kim c ng ba pha - Phơn tích thƠnh phần hóa học đ ợc ti n hƠnh t i trung tơm h t nhơn thƠnh ph Hồ Chính Minh, Địa chỉ: 217 Nguy n Tr i, Quận 1, TP Hồ Chí Minh - Ti n hƠnh phơn tích ph ng pháp Huỳnh Quang Tia X 140 B ng 59: ThƠnh phần hóa học c a nguyên t mẫu hợp kim c ng ba pha Công th c W Ti Co C Si Cr Ni S Cu Z (s hi u nguyên tử) 74 22 27 14 24 28 16 29 HƠm l ợng Sai S ́ 73.80% 11.33% 6.79% 7.67% 0.18% 0.09% 0.09% 0.03% 0.02% 0.078% 0.015% 0.013% 0.508% 0.006% 0.004% 0.003% 0.007% 0.003% 4.5.2 Tính t l pha  Pha WC B ng 60 : ThƠnh phần % nguyên t pha WC - Kh i l ợng Nguyên t Ký hi u Cacbon C 12.011 6.133 Wonfram W 183.84 93.867 nguyên tử (g) % kh i l ợng Từ b ng 4.59 vƠ b ng 4.60 ta có : mc = 4.83g, mW = 73.80g ⇒ mWC = mW + mC = 73.80 + 4.83 = 78.63g Vậy kh i l ợng c a pha WC là: mWC = 78.63g  Pha TiC: B ng 61: ThƠnh phần % nguyên t pha TiC - Kh i l ợng Nguyên t Ký hi u Cacbon C 12.011 79.9413 Titan Ti 47.867 20.0587 nguyên tử (g) % kh i l ợng Từ b ng 4.59 vƠ b ng 4.61 ta có: mc = 2.84g, mTi = 11.33g, ⇒ mWC = mW + mC = 11.33 + 2.84 = 14.17g 141 Vậy kh i l ợng c a pha TiC là: mTiC = 14.17g  Pha Co: - Từ b ng 4.59 ta có mCo= 6.79g B ng 62: K t qu xác định tỷ l pha ph ng pháp phơn tích thƠnh phần hóa học c a mẫu hợp kim c ng ba pha Tên pha ThƠnh phần % WC 78.63±0.59 % TiC 14.17±0.52 % Co 6.79±0.02 % 4.6 So sánh k t qu B ng 63 : B ng k t qu c a hai ph Pha ng pháp đo ThƠnh phần % Ph ng pháp nhi u x Ph ng pháp hóa học WC 77.71 ±1.30 % 78.63±0.59 % TiC 13.66 ±1.65 % 14.17±0.52 % Co 8.63 ±1.47% 6.79±0.02 % 142 Hình 64:Biểu đồ tỷ l pha c a hai ph ng pháp đo  K t lu n: - K t qu phân tích pha nhi u x X-quang cho k t qu chênh l ch nh ( sai s < 2%) so với ph ng pháp phơn tích thƠnh phần hóa học 143 CH NG K T LU N 5.1 Tóm t t vƠ đánh giá k t qu đ tƠi Đề tƠi “Nghiên c u hoƠn thi n quy trình xác định tỷ l pha cho vật li u nhiều pha sử dụng nhi u x x-quang” đƣ đ a đ ợc ph ng pháp tính tốn vi c xác định tỷ l pha c a hợp kim c ng ba pha vƠ quy trình xác định tỷ l pha cho vật li u nhiều pha ph ng pháp nhi u x x-quang.Sau th i gian nghiên c u tƠi li u nhi u x x-quang, ph ng pháp xác định tỷ l pha vƠ cơng trình nghiên c u vƠ ngoƠi n ớc Đ n tác gi đƣ hoƠn thƠnh đề tƠi với mục tiêu đề vƠ đ t đ ợc k t qu nh sau: - Phân tích, tổng hợp đ a cơng th c xác định tỷ l pha cho hợp kim c ng ba pha ph - ng pháp nhi u x x-quang dựa vƠo l ợng nhi u x Thi t lập đ ợc quy trình xác định tỷ l pha cho vật li u nhiều pha sử dụng nhi u x x-quang - Tính tỷ l pha c a hợp kim c ng ba pha ph ng pháp phân tích thành phần hóa học - Tính tốn sai l ch chuẩn vƠ dung sai phơn tích định l ợng pha sử dụng nhi u x x-quang Dung sai đ ợc xác định từ lần đo ( 1đ ng nhi u x ) mƠ không cần đo nhiều lần 5.2 Ki n ngh h ng phát tri n đ tƠi Trong trình nghiên c u cách xác định tỷ l pha c a vật li u sử dụng nhi u x x-quang em thấy cần phát triển đề tái theo h ớng sau: - Ti n hƠnh nhiều thí nghi m h n với nhiều lo i ng phóng khác để kh o xác thay đổi l ợng nhi u x để cao h n độ xác c a ph - ng pháp đo Ti n hƠnh đo với ph m vi quét rộng h n (5 ÷ 160 độ) Vi t phần mềm xác định tỷ l phađể tự động tính tốn tỷ l pha sau đo đ t 144 - Nghiên c u m i quan h tỷ l pha vƠ c ng độ từ tính - Sử dụng k t qu c a đề tƠi để áp dụng cho vi c kiểm định, xác định tỷ l pha cho vật li u nhiều pha - K t qu c a đề tƠi m kh tận dụng thi t bị nhi u x X-quang t i c s khơng có điều ki n trang bị kính hiển vi để xác định tỷ l pha ph ng pháp không ti p xúc vƠ không phá h y, đồng th i k t hợp xác định nhiều y u t cần đo đ c kiểm tra khác nh kích th ớc h t, ng suất, thƠnh phần hóa học, độ c ng… h n ph ng pháp nƠy dể dƠng tự động hóa máy tính vƠ có kh tính tốn sai l ch chuẩn vƠ độ tin cậy c a phép đo mƠ thông qua lần đo 145 TÀI LI U THAM KH O [1] Nguy n Ngọc Long ( 2007) Vật lý chất rắn – Cấu trúc tính chất vật rắn NXB Đ i học qu c gia HƠ Nội [2] Lê Công D ỡng (1997) Vật liệu học NXB Khoa học vƠ kỹ thuật, HƠ Nội [3] Nghiêm Hùng (1997) Giáo trình kim loại học nhiệt luyện Tr ng Đ i Học S Ph m Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh [4] PGS.TS Trần Văn Duy Thép Hợp Kim, Hợp Kim, Quy Trình Cơng Nghệ Sản Xuất NXB khoa học vƠ kỹ thuật [5] Ph m Ngọc Ngun Giáo trình Kỹ thuật phân tích Vật lý NhƠ xuất b n Khoa học vƠ Kỹ thuật, 2006 [6] R.W Cahn- Nguy n Xuơn Chánh- Vũ Đình Cự (1975), Kim loại học vật lý NXB khoa học kỹ thuật [7] Vũ Đình Cự (1997), Vật Lý Chất Rắn, NXB khoa học kỹ thuật , HƠ Nội [8] B D Cullity Elements of X–ray Diffraction Prentice Hall Upper Saddle River [9] B.N ARZAMAXOV Vật Liệu Học NXB Giáo dục, 2004 [10] Dr Le Chi Cuong A new method for phase quantitative determination for high strength doublex ferrite-austenite stainless steel using x-ray diffraction.The 2012 International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD2012) [11] Phan Thanh Vũ- Tính tốn ứng suất pha vật liệu hợp kim cứng ba pha WC-TiC-Co nhiễu xạ X-Quang,Tr ng đ i học s ph m kỹ thuật Tp.HCM, năm 2012 [12].Dilek Duman, Hasan Gökce, Hüseyin Cimenoglu Synthesis, microstructure, and mechanical properties of WC–TiC–Co ceramic composites Journal of the European Ceramic society 32 (2012) 1427-1433 [13].Y.F Ivanov, V.P Rotshtein, D.I Proskurovsky Pulsed electron-beam treatment of WC–TiC–Co hard-alloy cutting tools: wear resistance and microstructural evolution.Surface and Coatings Technology 125 (2000) 251-256 146 [14] M Lee, R S Gilmore Single crystal elastic constants of Tungsten monocarbide Journal of Material Science 17 (1982) 2657-2660 [15] J.G Berryman Bounds and self-consistent estimates for elastic constants of random polycrystals with hexagonal, trigonal, and tetragonal symmetries Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2004 [16] Hughes Method to determine the phase composion of Cement.United states paten [17].Bob B H., Two-dimensional x-ray diffraction, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2009 [18] John E Bringas Handbook of comparative world steel standards ASTM International, Third Editor, 2004 [19].Standard X-ray diffraction powder patterns U.S Deparment of commerce/ National Bureau of Standards, Section 18 [20] James R Connolly, Introduction Quantitative X-Ray Diffraction Methods, Spring, 2010 [21] Fujimura, Quantitative Measuring Method and Apparatus of Metal Phase Using Xray Diffraction Method and Method for Making Plated Steel Sheet Using Them, US Patent, 2004 [22].P N Kalu, Indexing Xray Diffraction, NhƠ xuất b n Spring, 2005 [23] Mario Birkholz Thin film analysis by x-ray scattering Wiley – VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim 2006 [24] Advances in X-ray Analysis.http://www.icdd.com/resources/axasearch/search_based_on_vol.asp [25] Electropolishing, www.metallographic.com [26] http://www.webqc.org/mmcalc.php 147 S K L 0