tinh thể học tính đa hình và đồng hình

CHƯƠNG 3: TÍNH ĐA HÌNH VÀ ĐỒNG HÌNH NHÓM 7: NGUYỄN HUY CƯỜNG HÀ THỊ KIM ANH NGUYỄN VĂN ĐIỂN PHẠM MINH HẢI NGUYỄN THỊ ÁI DUYÊN LÊ THANH BÌNH HUỲNH THỊ HIẾU ĐẶNG THANH HUY Lớp : LL&PPDH BỘ MÔN VẬT LÝ K24 Trang 3.1 TÍNH ĐA HÌNH Đa hình tượng chất có thành phần hóa học lại kết tinh theo cấu trúc khác Ví dụ: cac bon kết tinh theo kiểu cấu trúc khác dẫn đến tính chất khác biệt hoàn toàn Đó kim cương thuộc hệ lập phương graphit thuộc hệ lục phương Kim cương khoáng vật cứng tất khoáng vật Tinh thể suốt không dẫn điện, tỷ trọng 3,51 Graphit mềm hơn, tinh thể màu đen dẫn điện tốt, tỷ trọng 2,22 Người ta nói kim cương graphit biến thể đa hình cac bon Theo chiều tăng dần nhiệt độ số chọn ký hiệu chữ Hy Lạp α, β, γ Ví dụ: nhiệt độ 9110C tinh thể sắt dạng lập phương tâm khối, nhiệt độ khoảng 9110C đến 13920C thí dạng lập phương tâm mặt nhiệt độ 15390C thể lỏng Đa hình tượng phổ biến Hầu tất chất tồn biến thể đa hình (dạng thù hình) khác Mỗi dạng thù hình có phạm vi tồn (tùy điều kiện) biểu đồ trạng thái Các thù hình cacbon khác cấu trúc mạng nguyên tử mà nguyên tử tinh khiết tạo Ba dạng biết nhiều cacbon vô định hình, graphit kim cương Một số thù hình kỳ dị khác tạo hay phát ra, bao gồm fullerene, cacbon ống nano lonsdaleit Muội đèn bao gồm bề mặt dạng graphit nhỏ Các bề mặt phân bố ngẫu nhiên, cấu trúc tổng thể đẳng hướng Cacbon thủy tinh đẳng hướng có tỷ lệ độ xốp cao Không giống graphit thông thường, lớp graphit không xếp lên giống trang sách, mà chúng có xếp ngẫu nhiên Trang Ở dạng vô định hình, cacbon chủ yếu có cấu trúc tinh thể graphit không liên kết lại dạng tinh thể lớn Trái lại, chúng chủ yếu nằm dạng bột thành phần than, muội, bồ hóng, nhọ nồi than hoạt tính Ở áp suất bình thường cacbon có dạng graphit, nguyên tử liên kết với nguyên tử khác mặt phẳng tạo vòng lục giác, giống vòng hiđrôcacbon thơm Có hai dạng graphit biết, alpha (lục giác) beta (rhombohedral), hai có thuộc tính vật lý giống nhau, ngoại trừ cấu trúc tinh thể Các loại graphit có nguồn gốc tự nhiên chứa tới 30% dạng beta, graphit tổng hợp có dạng alpha Dạng alpha chuyển thành dạng beta thông qua xử lý học dạng beta chuyển ngược thành dạng alpha bị nung nóng 1000 °C Vì phi tập trung hóa đám mây pi, graphit có tính dẫn điện Vật liệu mềm lớp, thường xuyên bị tách nguyên tử khác, giữ lực Van der Waals, chúng dễ dàng trượt Ở áp suất cao nguyên tử cacbon tạo thành thù hình gọi kim cương, nguyên tử liên kết với nguyên tử khác Kim cương có cấu trúc lập phương silic gecmani độ bền liên kết cacbon-cacbon, với chất đẳng điện nitrua bo (BN) chất cứng việc chống lại mài mòn Sự chuyển hóa thành graphit nhiệt độ phòng Trang chậm nhận thấy Dưới điều kiện khác, cacbon kết tinh lonsdaleit, dạng giống kim cương có cấu trúc lục giác Các fulleren có cấu trúc giống graphit, thay có cấu trúc lục giác túy, chúng chứa (hay 7) nguyên tử cacbon, uốn cong lớp thành dạng hình cầu, elip hay hình trụ Các thuộc tính fulleren chưa phân tích đầy đủ Tất tên gọi fulleren lấy theo tên gọi Buckminster Fuller, nhà phát triển kiến trúc mái vòm, bắt chước cấu trúc "buckyball" So sánh dạng thù hình cacbon kim cương, than chì fuleren: Giống nhau: hợp chất cacbon Kim cương: Kim cương thuộc hệ lập phương Kim cương khoáng vật cứng tất khoáng vật Tinh thể suốt, không dẫn điện có tỷ trọng 3,51 Cấu trúc: tinh thể kim cương, nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử cacbon lân cận nằm đỉnh tứ diện liên kết cộng hóa trị bền Mỗi nguyên tử nằm đỉnh lại liên kết với nguyên tử cacbon khác, nên kim cương cứng Dạng thường tinh thể: Bát diện Hệ tinh thể: Isometric-Hexoctahedral (Lập phương) Tinh thể có cấu trúc lập phương nên có tính đối xứng cao chứa nguyên tử Trang cacbon bậc Vì có nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử cacbon gần nên kim cương có nhiều tính chất riêng Than chì, dạng thù hình khác cacbon, có cấu trúc tinh thể hình bình hành khiến cho chúng có tính chất vật lý khác hẳn so với kim cương Ứng dụng: dùng làm đồ trang sức, chết tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, làm bột mài Than chì: Khoảng cách nguyên tử C với nguyên tử C mặt phẳng 0,142 nm, với nguyên tử C lại 0,335 nm, khoảng cách lớp graphit Mô hình cấu trúc tinh thể graphit thể hình Cấu trúc: lớp, nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị với nguyên tử cacbon lân cận lằm đỉng tam giác Các lớp lân cận liên kết Trang với tương tác yếu, nên lớp dễ tách khỏi Vì tính chất nên than chì mềm Ứng dụng: dùng làm điện cực, làm nồi để nung hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bôi chơn, làm bút chì đen Fuleren: Nó phát năm 1985 Các thuộc tính fulleren chưa phân tích đầy đủ Tất tên gọi fulleren lấy theo tên gọi Buckminster Fuller, nhà phát triển kiến trúc mái vòm, bắt chước cấu trúc "buckyball" Cấu trúc: gồm phân tử C60, C70 Phân tử C60 có cấu trúc hình cầu rỗng gồm 32 mặt, với 60 đỉnh 60 nguyên tử cacbon Giữa phân tử C60 có lực Van der Waals yếu Biểu đồ pha cacbon, trạng thái vật chất mức nhiệt độ áp suất Phần gạch chéo điều kiện mà cacbon trạng thái đa ổn định, hai pha tồn Trang Quá trình thay đổi cấu trúc mạng từ dạng thù hình sang dạng thù hình khác gọi chuyển biến thù hình Thù hình tượng thuộc chất số nguyên tố hợp chất, thể rõ số vật liệu thường dùng: thép, gang (trên sở sắt), cacbon với hiệu ứng ứng dụng quan trọng Các yếu tố dẫn đến chuyển biến thù hình thường gặp nhiệt độ, sau áp suất Như biết cacbon dạng vô định hình tồn nhiều dạng thù hình: kim cương (A4), graphit (A9) Sợi cacbon (cấu trúc lớp cuộn), fullerene (cấu trúc mặt cầu C60) Graphit dạng thường gặp ổn định nhất, kim cương gặp song chế tạo kim cương (nhân tạo) cách ép graphit nhiệt độ cao (hàng nghìn độ C) áp suất cao (hàng nghìn at) Khi biến thể chuyển thành biến thể khác tính chất thay đổi theo (phụ thuộc vào phân bố lại nguyên tử cấu trúc) Sự chuyển biến biến thể đa hình xảy chiều, nghĩa biến thể A chuyển thành B biến thể B chuyển thành A Tuy nhiên bên cạnh chất có khả chuyển biến chiều lại có chất chuyển biến chiều Ví dụ: Thạch anh ⇔ tridimit ⇔ cristobalit Trang Tinh thể thạch anh Trang Kim cương biến thành graphit Trong thời gian dài, trình coi chiều, người ta biến graphit thành kim cương áp suất nhiệt độ đủ cao Đó kim cương nhân tạo Sự chuyển biến chiều lúc thực dễ dàng Thường có ngưng trệ Trong số trường hợp, trạng thái ổn định tạm thời chất tồn lâu Như thủy tinh “tạm thời “ hàng trăm năm chưa chuyển trạng thái bền vững vật chất trạng thái kết tinh * Các loại biến đổi đa hình: Loại biến đổi đa hình có kèm theo thay đổi số phối trí Ví dụ: điều kiện thường RbCl kết tinh theo kiểu NaCl (sft = 6) nhiệt độ thấp áp suất cao tinh thể RbCl có cấu trúc kiểu CsCl với sft Bản thân CsCl nhiệt độ 4450 C có cấu trúc kiểu NaCl Trong trường hợp tượng biến đổi đa hình có liên quan đến mức độ phân cực ion cỡ lớn (Cs, Rb) điều kiện hóa lý thay đổi Trang Buerger (Bua-ge) đưa qui luật chung cho biến đổi đa hình liên quan đến số phối trí: “ Những cấu trúc với số phối trí lớn thường bền vững nhiệt độ thấp, áp suất cao ngược lại Số phối trí nhỏ thường đặc trưng cho cấu trúc bền vững nhiệt độ cao áp suất thường” Ví dụ: AlSiO có biến thể đa hình silimanit, andaluzit disten Cấu trúc Silimanit Ba biến thể khác chỗ: • Ở silimanit: 1/2 số Al3+ có sft 1/2 số Al3+ có sft 4; tạo thành nhiệt độ cao Trang 10 đặc biệt nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến khả đồng hình chất Nhiệt độ tăng cao làm cho dao động nhiệt cấu trúc trở nên mạnh mẽ hơn, vị trí nguyên tử trở nên rộng mở hơn, dung sai lớn thay đồng hình Vậy, nhiệt độ cao mong đợi thành phần hoá học đa dạng cho cấu trúc so với nhiệt độ thấp Ví dụ: NaCl KCl tạo nên hỗn hợp đồng hình nhiệt độ cao hạ nhiệt độ xuống chúng tách rời riêng biệt lẢnh hưởng thành phần anion: anion có kích thước khác nhiều kiểu liên kết số phối trí thường khác Ví dụ: Mg2+ Fe2+ tạo dãy đồng hình cacbonat loạt Silicat Sulfua chúng hoàn toàn thay „Ảnh hưởng kích thước ô mạng sở: Ví dụ: Na+ Li+ thay đồng hình cho hợp chất đơn giản (như clorua) kích thước chúng khác xa ion lại thay cho hợp chất phức tạp LiMnPO4 NaMnPO4 Sự chênh lệch độ lớn Na + Li+ ảnh hưởng đến kích thước ô mạng NaCl LiCl không làm cho thông số mạng phốt phát khác đáng kể Như vậy, giống kích thước ion điều kiện cần chưa đủ …Dạng lực liên kết chất: Trong thay đồng hình, chất dạng liên kết chất đóng vai trò đáng kể xác định kiểu cấu trúc dạng tinh thể Ví dụ: Trong hợp chất MgO (periclaz) ZnO (Zinkit), Mg 2+ Zn2+ có bán kính gần (0,78A0 0,83A0 ) MgO (periclaz) ZnO (Zinkit) chung cấu trúc Mg 2+ Zn2+ thay đồng hình cho nhau, dạng liên kết periclaz liên kết ion, Zinkit liên kết cộng hóa trị đồng cực Trang 26 Lưu ý: - Trong số trường hợp thay đồng hình cấu tử tạo dung dịch rắn Nguyên nhân cấu trúc có nút mạng bị khuyết hạt nguyên tố cấu tử khác chiếm chỗ để tạo nên dung dịch rắn - Một điều đặc trưng tượng đồng hình hạt tinh thể chất đồng hình mầm để khơi mào kết tinh từ dung dịch chậm đông chất khác đồng hình với Trang 27 Bổ sung TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU SIÊU DẪN Vật liệu siêu dẫn Điện trở kim loại bình thường (ví dụ đồng) giảm dần nhiệt độ giảm đạt tới giá trị thấp gần K Ngược lại, điện trở thủy ngân lại giảm đột ngột đến mức đo nhiệt độ 4,2K Hiện tượng gọi siêu dẫn, vật liệu có tính chất gọi vật liệu siêu dẫn \ Nhiệt độ mà thấp điện trở vật liệu đạt tới tuyệt đối gọi nhiệt độ tới hạn T C Trên nhiệt độ vật liệu gọi bình thường TC siêu dẫn Ngoài nhiệt độ, trạng thái siêu dẫn phụ thuộc vào nhiều biến số khác mà quan trọng từ trường B mật độ dòng J Đối với vật liệu siêu dẫn, nhiệt độ tới hạn vật liệu, từ trường, mật độ dòng không vượt mặt phẳng T, B, J tới hạn không gian (đối với vật liệu siêu dẫn) *Tính chất từ vật liệu siêu dẫn: Nếu từ trường đủ mạnh áp vào vật liệu siêu dẫn nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn, vật liệu Trang 28 siêu dẫn trở trạng thái bình thường Từ trường đặt vào cần thiết để tái thiết độ dẫn điện bình thường vật liệu siêu dẫn gọi từ trường tới hạn HC Đường cong HC phụ thuộc vào nhiệt độ (K) gần viết sau:   T 2  H C = H 1 −      Tc   Theo tính chất vật liệu siêu dẫn từ trường áp đặt, vật liệu siêu dẫn kim loại kim loại chia siêu dẫn loại I loại II - vật liệu siêu dẫn loại I (như Pb Sn), đặt vào từ trường nhiệt độ phòng, từ trường qua kim loại cách bình thường (hình a) Tuy nhiên, nhiệt độ siêu dẫn loại I làm lạnh xuống TC (7.19K Pb) từ trường H C, từ trường bị bật khỏi mẫu, ngoại trừ lớp thấm vào sắt mỏng cỡ 10 -5 cm bề mặt (hình b) Tính chất ngăn chặn từ trường trạng thái siêu dẫn gọi hiệu ứng Meissner Trang 29 - Vật liệu siêu dẫn loại II: có tính chất khác từ trường nhiệt độ TC Chúng nghịch từ cao giống siêu dẫn loại I từ trường áp đặt tới hạn HC1 có giá trị thấp HC (hình c) lúc đường từ thông bị bật khỏi vật liệu Trên H C1, từ trường bắt đầu thấm vào siêu dẫn loại II tiếp tục điểm tới hạn H C2 Giữa khoảng HC1 HC2 siêu dẫn nằm trạng thái trung gian H C2 trở trạng thái bình thường Trong vòng H C1 HC2, siêu dẫn dẫn dòng điện lòng vật liệu khối, vùng từ trường dùng để dẫn dòng lớn, siêu dẫn trường cao NiTi Ni 3Sb siêu dẫn loại II - Oxit siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn cao: ta xét hợp chất YBa2Cu3Oy Từ quan điểm cấu trúc tinh thể, hợp chất YBa2Cu3Oy xem có cấu trúc perovskite khiếm khuyết với ba tế bào đơn vị perovskite lập phương chồng lên Cấu trúc perovskite CaTiO3 trình bày hình Trang 30 Đối với việc chồng ba tế bào đơn vị perovskite lập phương lý tưởng, hợp chất YBa2Cu3Oy phải có thành phần YBa2Cu3O9, y phải Tuy nhiên, phân tích y thay đổi từ 6,65 tới 6,69 vật liệu có tính chất siêu dẫn Tại y = 6,69, nhiệt độ T C cao (khoảng 90K) y = 6,65, tính chất siêu dẫn biến Như vậy, khuyết tật oxy đóng vai trò hành vi siêu dẫn YBa2Cu3Oy Khi làm lạnh từ 7500C hợp chất YBa2Cu3Oy diện oxy, thay đổi cấu trúc tinh thể từ tetragonal tới orthorhombic Nếu dung lượng oxy gần với y = 7, T C gần 90K tế bào đơn vị có kích thước a = 3,82 A 0, b = 3,88 A0 c = 11,6 A0 Để có giá trị TC cao, nguyên tử oxy mặt (001) phải xếp cho khuyết tật oxy nằm hướng a Tính siêu dẫn tin bị hạn chế mặt phẳng CuO2, với khuyết tật oxy đảm bảo điện tử kết hợp mặt CuO2 Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua chồng nguyên tử Ba Y cấu trúc YBa2Cu3Oy Trang 31  - Một số ứng dụng vật liêu siêu dẫn: Vật liệu siêu dẫn NbTi Nb3Sn ứng dụng đĩa đệm từ xe cộ loại tàu hoả tốc độ cao nam châm siêu dẫn trường cao sử dụng máy gia tốc hạt trường vật lý lượng cao Các ứng dụng vật liệu siêu dẫn 2.1 Tàu chạy đệm từ Kể từ có phát minh siêu dẫn có nhiều quan tâm đặc biệt dành cho ứng dụng lĩnh vực điện từ Thực ứng dụng dựa vào đặc tính từ trường sử dụng nhiều đa dạng ứng dụng việc giảm bớt diện trở nhiều Trang 32 Dựa vào "nam châm siêu dẫn", người Nhật người Đức thiết kế đoàn tàu chạy đệm từ Người Nhật thử nghiệm với khoảng - công nghệ tàu chạy đệm từ khác nhau, lấy tên Maglev dựa theo: thực phép nâng điện - động lực học cách tạo từ trường đối nam châm siêu dẫn đặt tàu cuộn dây lắp đường ray hình chữ U bê tông Hình 4.1Một tàu Nhật ứng dụng hệ thống Speed Surface transport Sau hình mẫu nhiều triển vọng thử nghiệm đến lần thứ ba, có thông số kỹ thuật: tàu chạy từ Tokyo đến Osaka cách khoảng 500km, mục tiêu chở 100 khách chạy Từ trường nam châm siêu dẫn tạo cực mạnh đủ để nâng tàu lên 10 cm khỏi đường ray Đường ray có mặt cắt hình chữ U, có lắp cuộn dây từ, cung cấp điện trạm nguồn đặt đất dọc đường tàu Nam châm siêu dẫn đặt tàu đặt bình chứa Helium hoá lỏng, tạo nhiệt độ thấp 269 độ không độ, có dòng điện qua, sinh từ trường khoảng 4,23 tesla nâng tàu bổng lên khung đường ray chữ U Nhờ lực hút lực đẩy xen kẽ hai cực Nam - Bắc cuộn dây nam châm, tàu tiến lên phía trước Điều khiển tốc độ nhờ điều chỉnh biến đổi tần số dòng điện cuộn dây từ đến 50 Hz điều chỉnh tốc độ từ xa trung tâm điều khiển Để hãm tàu, người ta làm cách hãm máy bay Người Nhật phải vừa sản xuất vừa thử nghiệm năm với kinh phí tỷ USD Hệ thống gọi hệ thống "Vận tải tốc độ cao" (High Speed Surface Trang 33 transport -HSST) Theo hướng công nghệ HSST này, người Đức chế tạo tàu "Transrapid" chạy đệm từ theo nguyên lý phát minh từ năm 1960 theo công nghệ khác người Nhật đôi chút, phương pháp nâng điện từ nhờ tác động nam châm đặt tàu, với nam châm vô kháng chạy bên hai bên đường tàu hình chữ T Ước vận tốc đạt 450 km/giờ chạy đường Berlin tới Hambourg, kinh phí khoảng tỷ USD Ngoài ra, người Pháp quan tâm đến vấn đề vận tải siêu tốc siêu dẫn Hình 4.2: Sơ đồ hoạt động tàu chạy đệm từ Hình 4.3 : Tàu siêu tốc MALEGV Trang 34 Tinh thể học 2.2 Máy chụp ảnh cộng hưởng (MRI) Hình 4.4: Máy chụp ảnh cộng hưởngMRI MRI (Magnetic Resonance Imaging) loại máy sử dụng nam câm siêu dẫn để có từ trường đủ mạnh nguyên tử hydro bên chất béo người phân tử nước tăng lên mức lượng đo dụng cụ đặc biệt Dùng y học (quét ảnh cách đo tiếng dội lại âm thanh) để khám mô thể người Khi bác sĩ cần kiểm tra diễn thể người bệnh, họ phải đặt vào thể nguồn từ trường mạnh có nguồn gốc siêu dẫn Bằng cách nguyên tử hiđrô có nước mỡ bị buộc phải chấp nhận lượng từ trường Sau nguyên tử hiđrô giải phóng lượng theo tần số mà máy tính nhận biết vẽ nên biểu đồ Công nghệ MRI đời vào năm 1940 thử nghiệm lần người vào năm 1977 Tuy nhiên, thời điểm đó, kỹ thuật phải đến tiếng tạo hình ảnh Dù vậy, công nghệ làm vinh danh nhà nghiên cứu khoa học Felix Bloch Edward Purcell với giải Nobel Vật lý năm 1952 LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 35 Tinh thể học Hình 4.5 Hình ảnh sọ người sử dụng công nghệ MRI Đến năm 1986, công nghệ MRI cho hình ảnh vòng giây Năm 1992, công nghệ lập nên đồ nhiều vùng chức não Quá trình nghiên cứu cải tiến công nghệ MRI non trẻ mang lại cho nhà khoa học khác giải Nobel Hoá học năm 1991 giải Nobel Y khoa năm 2003.Thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn(SQUID) 2.3 Máy gia tốc hạt chất siêu dẫn nhiệt độ cao Một ứng dụng quan trọng khác là, tạo máy gia tốc mạnh để nghiên cứu đặc tính gốc nguyên tử Người ta dùng nam châm cực mạnh để bẻ cong chùm hạt, làm cho chúng chạy theo đường tròn để chúng va đập vào nhau, qua nghiên cứu "mảnh" sinh va đập mạnh đó; người ta gọi "siêu va đập siêu dẫn", dựa theo nguyên tắc này, nhà khoa học Mỹ tiến hành xây dựng "máy gia tốc cực mạnh" đường hầm dài 88 km bang Texec để nghiên cứu hạt vật chất 2.4 Truyền tải lượng ( Electric PowerTranmission) Hiện đường dây tải điện siêu dẫn nhiệt độ cao dược xây dựng số nước tiên tiến Mỹ, Nhật,… tải điện cáp siêu dẫn có lợi lớn so với đường dây tải điện thông thường Có khả tải dòng lớn không bị hao tổn lượng trình tải điện Thực nghiệm cho thấy dây cáp làm lạnh trạng thái siêu dẫn tải dòng lớn gấp lần dây cáp đồng bình thường với đường kính dây hiệu điện giống nhau, truyền xa mà không bị tốn Cáp siêu dẫn tải lượng LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 36 Tinh thể học địa nhiệt, lượng điện hydro lượng mặt trời, lượng lấy từ than đá lượng hạt nhân từ nguồn đến trung tâm dân cư sử dụng nơi tiêu thụ 2.5 Nam châm siêu dẫn lò phản ứng nhiệ thạch Pháp Nhật Bản cạnh tranh liệt để lựa chọn nơi xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch thí nghiệm quốc tế (ITER) trị giá tỷ USD Nó thí nghiệm lớn cuối trước nhà máy điện nhiệt hạch thức xây dựng thếgiới.ITER dự án hợp tác Liên minh châuÂu, Nhật Bản, Nga, Canada, Trung Quốc, Hàn Quốc Mỹ Các nước bỏ phiếu lựa chọn vào tháng tới Mục đích lò phản ứng ITER tái tạo trái đất tiến trình cung cấp lượng cho mặt trời khác: phản ứng nhiệt hạch Nó nung nóng hỗn hợp gồm deuterium tritium - hai đồng vị hydrogen tới 200 triệu độ C Các nam châm siêu dẫn giữ plasma không trung lò phản ứng tokamak hình bánh rán Hình 4.6: Mô hình ITE ITER lò phản ứng nhiệt hạch tạo nhiệt Nhiệt sánh LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 37 Tinh thể học với nhiệt tạo từ nhà máy điện thông thường Deuterium tritium nhiên liệu rẻ tiền dồi Deuterium tách từ nước biển Tritium sản xuất từ nguyên tố phổ biến - lithium Khi nung nóng, hai nhiên liệu hợp với để tạo helium neutron tốc độ cao Nhiệt neutron tạo sử dụng để vận hành turbine Phản ứng nhiệt hạch nguồn lượng giống mặt trời Mặt trời có lò phản ứng tổng hợp hạt nhân lõi Áp lực lớn nhiệt độ 16 triệu độ C buộc hạt nhân nguyên tử hoá hợp giải phóng lượng Ước tính có tỷ vật chất biến thành ánh sáng mặt trời giây 2.6 Một số ứng dụng khác Thiết bị giao thoa lượng tử siêudẫn (SQUID) 2.7 Mô hình siêu máy tính LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 38 Tinh thể học 2.8 Bộ lọc sóng micro siêu dẫn nhiệt độ cao Mô tơ siêu dẫn nhiệt độ cao (Siemens first in Europe to operate a high-temperature, superconductor motor) Thiết bị dò tìm mạch điện sai hỏng siêu dẫn nhiệt độ cao LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 39 Tinh thể học TÀI LIỆU THAM KHẢO http://d.violet.vn/uploads/resources/607/2183752/preview.swf http://tailieu.vn/tag/ung-dung-vat-lieu-sieu-dan.html https://vi.wikipedia.org/wiki/Si%C3%AAu_d%E1%BA%ABn http://yahoo.edu.vn/vat-ly-kham-pha/vat-lieu-sieu-dan-tau-sieu-tocchuyen-dong-tren-dem-tu-truong.html http://doan.edu.vn/do-an/sieu-dan-va-ung-dung-37822/ LL&PPDHBM Vật Lí – K24 Trang 40 [...]... Al2O3 có dạng tinh thể lục phương, nóng chảy ở nhiệt độ 10500C γ – Al2O3 có dạng tinh thể lập phương, nóng chảy ở nhiệt độ 12000C Trang 13 Hạt mài corin đơn trắng Một viên kim cương nhân tạo 3.2 ĐỒNG HÌNH VÀ DUNG DỊCH RẮN 3.2.1 Khái niệm PChất đồng hình (Isomorphous ): khái niệm này được đưa ra bởi Mitscherlich vào năm 1918 Trang 14 Các chất đồng hình là những chất có hình dạng cấu trúc tinh thể khá... các dạng thù hình khác 3 Biến đổi đa hình kèm theo sự thay đổi trật tự của các hạt cấu trúc Hiện tượng này phổ biến trong các hợp kim hay trong trường thạch kali (K2O.Al2O3.6SiO2) 4 Loại biến đổi đa hình liên quan đến sự quay các phân tử (hay radican) trong tinh thể Hiện tượng này phổ biến trong các hợp chất hữu cơ Trang 12 * Ứng dụng của biến đổi đa hình: - Tạo nên các tính chất kỹ thuật cần thiết Ví... tạo nên tinh thể cũng có công thức hóa học rất giống nhau và chỉ có một số khác biệt trong thành phần các nguyên tố Ví dụ 1: Cặp hợp chất KH2PO4 và KH2AsO4 + Về công thức cấu tạo: Chỉ khác nhau ở nguyên tố P là As + Về hình dạng tinh thể: KH2PO4 và KH2AsO4 kết tinh cùng một dạng đa diện là hình ghép của hai hình đơn: lăng trụ và tháp đôi bốn phương, góc giữa mặt phẳng (101) và (011) của hai đa diện... tuy không làm thay đổi kiểu mạng tinh thể của dung môi song sẽ làm xô lệch mạng tinh thể ở các vị trí mà chúng chiếm chỗ Vì không có hai nguyên tố nào có đường kính giống hệt nhau nên đối với dung dịch rắn thay thế, một trong các điều kiện quan trọng là sự gần giống nhau về kích thước các hạt thay thế đồng hình để đảm bảo cho mạng tinh thể dung môi không bị xô lệch quá... dịch rắn vẫn giữ được tính dẻo giống như kim loại nguyên chất • Thành phần hoá học thay đổi theo phạm vi nhất định mà không làm thay đổi kiểu mạng • Tính chất biến đổi nhiều: Độ dẻo, độ dai, hệ số nhiệt điện trở giảm, điện trở độ bền, độ cứng tăng lên Trang 21 Do các đặc tính trên nên dung dịch rắn là cơ sở của hợp kim kết cấu dùng trong cơ khí 3.2.2 Phân loại đồng hình * Dựa vào tính chất của các hạt... thành cấu trúc mới Như vậy, để tạo nên được hợp chất đồng hình thì cần thiết có sự tương tự về mặt cấu trúc tinh thể cũng như về kích thước của các đơn vị cấu trúc trong các tinh thể đó l Hai vật chất gọi là đồng hình thì phải có khả năng tạo nên những tinh thể hỗn hợp, nghĩa là trong cấu trúc của một tinh thể có mặt cả hai vật chất trên - gọi là dung dịch rắn Trang 16 œ Tìm hiểu về dung dịch rắn (a) Dung... thế nguyên tử của dung môi ở các nút mạng tinh thể của dung môi Nhưng trong dung dịch rắn xen kẽ thì nguyên tử của chất tan nằm xen giữa các kẽ hở trong mạng tinh thể của dung môi - Chất chủ và chất thay thế phải cùng chung dạng liên kết trong dung dịch rắn thay thế; còn trong dung dịch rắn xen kẽ dạng liên kết của hai thành tố có thể hoàn toàn khác nhau *Đặc tính của dung dịch rắn trong hợp kim • Liên... 58 0 (giá trị hiệu chỉnh về sau lần lượt bằng 57058’, 57052’, với tỉ số cạnh ô mạng là 1: 0,939 và 1: 0,938) Cấu trúc tinh thể KH2PO4 Ví dụ 2: Muối cacbonat của các kim loại hóa trị 2 như: ZnCO 3, MgCO3, FeCO3 + Về công thức cấu tạo: Trang 15 + Về cấu tạo tinh thể: cùng chung cấu trúc tinh thể, thông số mạng lưới của chúng xấp xỉ nhau PSự đồng hình là sự tổng hợp của 3 hiện tượng sau : j Sự tương tự... những tinh thể alumosilicat ngậm nước (Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O) Trong đó: Me là kim loại kiềm như Na, K (khi đó x=1) hoặc kim loại kiềm thổ như Ca, Mg (khi đó x=2) Zeolite tự nhiên có cấu trúc tinh thể rỗng rất nhỏ dạng khung liên kết tetrahedra SiO44- mà ion Al3+ thay thế chỗ của một vài ion Si 4+ Sự thay thế này sẽ để lại vài mối gắn kết trống với hóa trị âm trên bề mặt hay trong cấu trúc của tinh. .. rằng y thay đổi từ 6,65 tới 6,69 đối với vật liệu có tính chất siêu dẫn Tại y = 6,69, nhiệt độ T C của nó là cao nhất (khoảng 90K) và tại y = 6,65, tính chất siêu dẫn biến mất Như vậy, các khuyết tật oxy đóng vai trò trong hành vi siêu dẫn của YBa2Cu3Oy Khi làm lạnh từ trên 7500C hợp chất YBa2Cu3Oy trong sự hiện diện của oxy, sẽ thay đổi cấu trúc tinh thể từ tetragonal tới orthorhombic Nếu như dung