Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại

CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU KIM LOẠI KSC Phan Anh Tú VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) NỘI DUNG I Phân loại vật liệu II Khái quát kim loại Kim loại Liên kết kim loại Tính chất III Mạng tinh thể kim loại Các khái niệm VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Các kiểu mạng tinh thể thường gặp a Lập phương thể tâm b Lập phương diện tâm c Lục giác xếp chặt d Chính phương thể tâm Tính thù hình IV Cấu trúc kim loại Các sai hỏng mạng tinh thể Đơn tinh thể đa tinh thể Kết tinh tổ chức kim loại Sơ lược lịch sử sử dụng vật liệu loài người VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) I Phân loại vật liệu VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) So sánh tính chất loại vật liệu Kim loại Polymer  Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt  Có ánh kim  Bền học cao, bền hóa học  Dẻo, dễ gia cơng  Khá nặng (trừ nhơm)  Có nhiệt độ nóng chảy từ thấp đến cao  Độ dư gia công cao  Dẫn điện, dẫn nhiệt không tốt  Dẻo, đặc biệt nhiệt độ cao  Bền hóa học  Nhẹ  Dễ bị phá hủy nhiệt độ tương đối thấp  Độ dư gia công thấp VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) So sánh tính chất loại vật liệu Gốm Composit  Là hợp chất kim loại kim  Cứng, giòn, bền nhiệt độ cao  Dẫn điện, dẫn nhiệt (cách điện, nhiệt)  Kết hợp hay nhiều vật liệu kể  Có hầu hết ưu điểm VL thành phần  Bền hóa học  Nhẹ  Dễ bị phá hủy nhiệt độ tương đối thấp  Độ dư gia công thấp VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) II Khái quát kim loại Kim loại • Dựa tính chất Có màu sắc đặc trưng Dẻo, dễ biến dạng: uốn, gập, dát mỏng Dẫn điện nhiệt tốt Có điện trở dương • Dựa cấu tạo ngtử VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 2.2 Liên kết kim loại • Các nguyên tử ràng buộc với liên kết kim loại (lực hút tĩnh điện cân phía Ion+ điện tử tự bao quanh) Liên kết đồng hóa trị Liên kết kim loại Liên kết ion VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Liên kết yếu-Van Der Waals 2.3 Tính chất (Tính kim loại) • Ánh kim hay vẻ sáng • Dẫn nhiệt dẫn điện cao • Tính dẻo cao VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) III Mạng tinh thể kim loại Các khái niệm Sắp xếp nguyên tử vật chất VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 3.2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp Mạng lục giácxếp chặt A3 n6 VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 3.2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp c Mạng lục giác xếp chặt • Zn, Cd, Mg, Ti… • Ơ sở có ngun tử nằm đỉnh, tâm mặt đáy tâm hình lăng trụ tam giác xen kẽ • Số lượng nguyên tử khối: n = (ngun tử) • Thơng số đặc trưng: a cạnh đáy c chiều cao lăng trụ • Khi c/a = 1.633 mạng coi xếp chặt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 3.2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp d Mạng phương thể tâm • Các kim loại thường khơng có kiểu mạng Nó mạng tinh thể tổ chức mactenxit • Mạng phương thể tâm có hai thơng số là: a c • Tỷ số c/a gọi độ phương VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 3.2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) • • • • • Lập phương đơn giản Lập phương thể tâm Lập phương diện tâm Chính phương thể tâm Lục giác xếp chặt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) 3.3 Tính đa hình (tính thù hình) • Là tồn kiểu mạng tinh thể khác nhiệt độ áp suất thay đổi Sắt có dạng thù • Ký hiệu:  ,  ,  ,  ,  hình: Sắt α: tồn nhiệt độ