bai 2 mang tinh the

So sánh khả năng phát triển của mầm tự sinh & kí sinh trong quá trình kết tinh... TÍNH THÙ HÌNH CỦA KIM LOẠI Thiếc ở tºphòng là Snβ dẻo, dưới -30ºC chuyển biến thù hình thành Snα , thể

MỤC TIÊU BÀI TRƯỚC:

1. Trình bày vị trí môn VLH trong quy trình

sản xuất.

2. Mô tả cấu tạo của vật liệu kim loại.

3. Mô tả cấu tạo của vật liệu polymer

4. Mô tả cấu tạo của vật liệu composite

4. So sánh khả năng phát triển của mầm tự

sinh & kí sinh trong quá trình kết tinh.

IV/ MẠNG TINH THỂ

1 KHÁI NIỆM

 Là tập hợp các khối cơ bản xếp liên tiếp nhau

theo 3 chiều trong không gian.

IV/ MẠNG TINH THỂ

 Phương tinh thể: vecto bất kì qua 2 nút mạng.

 Mặt tinh thể:

 Đi qua 3 nút mạng không thẳng hàng

 Đi qua 2 phương không trùng nhau

 Đi qua 1 nút mạng và 1 phương

a.Lập phương tâm khối (BCC)

 Số nguyên tử

n = 8x1/8 + 1 = 2

 Bán kính nguyên tử lý tưởng:

 Bán kính hình cầu

 Các nguyên tử tiếp xúc nhau

trên phương tinh thể có khoảng

a.Lập phương tâm khối (BCC)

 Mật độ thể tích: Mv = n.Vnguyên tử / Vô cơ sở

→ 68% thể tích ô cơ sởdo nguyên tử chiếm chỗ, 32%

% 68

% 100

) 4

3 (

3

4 2

4

3 3

a r

a r

v

π

b.LỖ TRỐNG

 Khối 4 mặt:

Tâm nằm ở ¼ đoạn thẳng nối điểm giữa các mặt

Ảnh AFM mặt (111) của Au,

(Dr Michael Green, TopoMetrix Corporation.)

TÍNH THÙ HÌNH CỦA KIM LOẠI

 Mỗi kim loại có kiểu mạng đặc trưng.

 Một số kim loại có nhiều kiểu mạng.

 Mỗi kiểu mạng ổn định trong khoảng tº xác định, gọi

là kiểu thù hình (đa hình) Kí hiệu: α, β, γ…

→ Khi nung nóng hay làm nguội đủ chậm qua khoảng

tº xác định thì kiểu mạng thay đổi.

α ↔ β: chuyển biến thù hình.

I/ TÍNH THÙ HÌNH CỦA KIM LOẠI

TÍNH THÙ HÌNH CỦA KIM LOẠI

 Thiếc ở tºphòng là Snβ dẻo, dưới -30ºC chuyển biến thù hình thành Snα , thể tích tăng 25%, ở dạng bột.

 Titan ở tº < 882ºC là Tiα - Hcp, trên 882ºC là Tiβ – Bcc

CẤU TẠO TINH THỂ THỰC TẾ

a Mạng tinh thể lý tưởng:

Mọi nút mạng đều ở vị trí cân bằng.

Mọi nút mạng đều chứa nguyên tử (ion dương).

Không chứa các nguyên tử tạp chất.

CẤU TẠO TINH THỂ THỰC TẾ

b Các loại khuyết tật:

1 Sai lệch điểm: sai lệch có kích thước nhỏ theo 3 chiều

trong không gian.

 Nút trống: nút mạng không chứa nguyên tử

 Nguyên tử xen kẽ: r ≤ 0.59 r nguyên tử

 Nguyên tử thay thế: nguyên tử kim loại B thay thế nguyên tử kim loại A trong kiểu mạng của A.

LỆCH BIÊN

Phần của mặt tinh thể bị thiếu trong tập hợp các

mặt tinh thể song song

LỆCH XOẮN

Xem như được hình thành từ ứng suất tiếp gây ra vặn xoắn

Các nguyên tử xung quanh

trục sắp xếp theo đường xoắn

ốc

ρ

C ĐƠN TINH THỂ & ĐA TINH THỂ

2 ĐA TINH THỂ

 Gồm nhiều đơn tinh thể xếp

liên tiếp nhau, liên kết bởi

 Phương tinh thể đổi chiều

qua biên giới hạt.

III/ QUÁ TRÌNH KẾT TINH

 Chất lượng vật đúc phụ thuộc vào quá trình

kết tinh.

 Là quá trình hình thành liên kết kim loại và

phát triển mạng tinh thể trong toàn bộ thể tích

khối kim loại lỏng.

 Gồm: sinh mầm & phát triển mầm

CẤU TẠO KIM LOẠI LỎNG

 Các vùng nguyên tử hầu như tự do.

 Các nhóm nguyên tử còn duy trì liên kết

kim loại, sắp xếp có trật tự (nhóm trật

tự).

III/ QUÁ TRÌNH KẾT TINH

III/ QUÁ TRÌNH KẾT TINH

b Các điều kiện kết tinh:

 Điều kiện năng lượng: xu

r r

8

.

4 )

(

)

SINH MẦM

Các loại mầm:

 Mầm tự sinh: tạo ra từ chính kim loại lỏng đồng nhất

xung quanh (thành khuôn, tạp chất rắn…)

Mầm kí sinh dễ phát triển hơn vì ∆Fs nhỏ hơn (do diện tích tiếp xúc với kim loại lỏng giảm)

∆F(r) = -∆Fv + ∆Fs + ∆Fđàn hồi

= -V ∆f+ s.δ + 0

PHÁT TRIỂN MẦM

Theo 2 cơ chế:

1. Tuyến tính: các nhóm nguyên tử cỡ khối cơ

bản lần lượt gắn lên mầm theo 3 chiều.

2. Lệch xoắn: các nhóm nguyên tử cỡ khối cơ

bản lần lượt gắn lên các bậc cấp do lệch

xoắn tạo ra trên bề mặt mầm tinh thể.

 63

BIẾN TÍNH

 Đưa các chất biến tính vào kim loại lỏng

nhằm thay đổi δ → đạt được kích thước và hình dạng tinh thể theo yêu cầu.

Ví dụ: Gang xám biến tính → gang cầu, có độ bền cao hơn.

PHẦN TỰ HỌC

 Kích thước và hình dạng tinh thể (cấu tạo của thỏi đúc)

BÀI TẬP VỀ NHÀ

 Giới thiệu một số thành tựu nổi bật của

cuộc cách mạng vật liệu hiện đại.

 Tìm trên Web tiếng Anh về vật liệu cơ khí, dịch ra 1 bài.

 A4, đánh máy, ghi họ tên…

 Nộp bài vào đầu giờ.

 Báo cáo: 30%