KHVLCK chuong 1 cấu tạo MẠNG t THỂ của KL NGUYÊN CHẤT

GIỚI THIỆU VỀ MƠN HỌC Tên mơn học: Khoa học vật liệu Thời lượng: - Chinh qui: 60 tiết + 45 lý thuyết + 15 thảo luận Sách và tài liệu tham khảo: - Vật liệu học (tập 1+2): Vũ Minh Bằng + Nguyễn Đức Văn (ĐHGTVT) GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Sách và tài liệu tham khảo: - Vật liệu học Nghiêm Hùng (NXB KHKT) - Vật liệu học Lê Công Dưỡng (NXB KHKT) GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Sách và tài liệu tham khảo: - Vật liệu học Lê Văn Cương (ĐHHH) - Vật liệu học Trần Thế San Nguyễn Ngọc Phương - Các sách và tài liệu mạng về vật liệu học GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Mục đich môn học: - Giúp sinh viên hiểu được cấu tạo tế vi, cấu tạo mạng tinh thể của vật liệu thế nào - Giúp sinh viên hiểu được kim loại nóng chảy và đông đặc thế nào, giải thich nguyên lý nóng chảy đông đặc sở khoa học - Giúp sinh viên hiểu được đặc tinh một số vật liệu hay sử dụng ngành kỹ thuật (gang, thép…) - Giúp sinh viên nắm được một số ký hiệu và tên gọi các loại vật liệu … GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC Phương pháp học tập: - Lên lớp nghe giảng + ghi chép - Về nhà nghiên cứu tài liệu (đọc sách +lên mạng tìm hiểu) Hình thức thi cử: - Đề thi tự luận - Đề đóng (2 câu - 90 phút ) - Không được sử dụng tài liệu Điểm thành phần: - Điểm danh - Kiểm tra - Phát biểu GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC CHÚ Ý: - Môn học rất khó hiểu - Có thể đọc tài liệu vẫn không hiểu - Dài và khó nhớ TRAO ĐỔI THẢO LUẬN ??? CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Khái niệm chung kim loại a Định nghĩa kim loại: - kim loại là vật thể sáng, dẻo có thể rèn được, có tinh dẫn điện, dẫn nhiệt cao b Các tính chất kim loại: Kim loại được sử dụng rộng rãi vì nó có nhiều tinh chất qui * Có tinh tốt Độ bền, Độ cứng cao, Độ dẻo tốt * Có lý tinh tốt dẫn điện, dẫn nhiệt tốt * Có hóa tinh ổn định * Có tinh công nghệ cao: đúc, hàn, nhiệt luyện, gia công áp lực: rèn rập, kéo, cán, gia công bằng cắt gọt: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa… CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng kim loại a Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng * Định nghĩa mạng tinh thể - Mạng tinh thể lý tưởng là mô hình không gian, mô tả qui luật sắp xếp các nguyên tử (chất điểm) vật thể tinh thể - Mạng tinh thể không bị hạn chế về mặt kich thước nó bao hàm cả khoảng không gian vô tận CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng kim loại b Đặc điểm mạng tinh thể lý tưởng - Mạng tinh thể có tinh chu kỳ nghĩa là qua hai chất điểm bất kỳ ta vẽ một đường thẳng thì tất cả các chất điểm nằm nó đều cách - Khoảng cách giữa hai chất điểm gần nhất được gọi là chu kỳ tịnh tiến 10 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể a Sai lệch điểm * Nút trống nguyên tử xen kẽ: - Việc tạo nên nút trống phụ thuộc vào lượng dao động nên xác suất tạo nút trống phụ thuộc vào nhiệt độ, nó tăng nhanh nhiệt độ tăng - Các nút trống không đứng yên mà đổi chỗ bằng cách trao đổi vị tri với các nguyên tử bên cạnh 48 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể a Sai lệch điểm * Nguyên tử tạp chất: - Trong kim loại thường hay có tạp chất - Các nguyên tử của tạp chất có thể thay thế các nguyên tử sở ở các nút mạng hoặc nằm xen kẽ giữa các nút mạng tạo nên sai lệch điểm 49 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể a Sai lệch điểm * Nguyên tử tạp chất: - Các nút trống, nguyên tử xen kẽ hay các nguyên tử tạp chất làm cho các nguyên tử ở xung quanh bị xê dịch cũng tạo nên sai lệch điểm 50 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường - Sai lệch đường là sai lệch hình thành theo một dãy đường (có thể là đường thẳng hay cong) # Các dạng khuyết tật đường * Một dãy sai lệch điểm: - Khi các sai lêch điểm tập trung thành một dãy đứng liền sẽ gây sai lệch đường - Sai lêch kiểu này có tinh ổn định không cao cần một sai lệch điểm rời khỏi đường thì sai lệch đường không tồn tại 51 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường # Các dạng khuyết tật đường * Lệch: là dạng sai lệch đường quan trọng nhất, có dạng hình học nhất định và có tinh ổn định cao - Lệch biên: chèn thêm nửa mặt phẳng ABCD vào mạng tinh thể hình thì các nguyên tử sẽ bị chèn ép và không còn song song với nữa - Các nguyên tử gần đường AD sẽ bị bẻ cong 52 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường # Các dạng khuyết tật đường * Lệch: - Lệch biên: + Các nguyên tử dưới đường AD chịu kéo còn các nguyên tử đường AD chịu nén 53 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường * Lệch: - Lệch biên: + Nếu nửa mặt tinh thể ABCD nằm ở phia thì được gọi là lệch thẳng dương, ký hiệu là ┴ + Nếu nửa mặt tinh thể ABCD nằm ở phia dưới thì được gọi là lệch thẳng âm, ký hiệu là ┬ 54 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường * Lệch: - Lệch biên: + Để đặc trưng định lượng lệch người ta dùng véctơ Burgers r b 55 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường * Lệch: - Lệch xoắn: + là lệch mà có hình dạng kiểu xoắn lò xo Có thể hình dung cắt tinh thể hoàn chỉnh bằng nửa mặt phẳng ABCD Sau đó xê dịch hai r b mép ngoài ngược chiều hình thì trục AB gọi là trục lệch 56 A CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường * Lệch: - Lệch xoắn: + Mặt phẳng ABCD gọi là mặt trượt của lệch r b A 57 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể b Sai lệch đường * Lệch: - Lệch hỗn hợp: + Là lệch trung gian giữa lệch biên và lệch xoắn, nó mang đặc điểm của cả hai loại lệch 58 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể c Sai lệch mặt - Là sai lệch mạng có dạng diện rộng một mặt (kich thước nhỏ theo một chiều và lớn theo hai chiều còn lại) * Biên giới hạt: - Biên giới hạt các nguyên tử sắp xếp không có trật tự tạo nên sai lệch mặt 59 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể c Sai lệch mặt * Biên giới hạt: - Một số tính chất Biên giới hạt: + Biên giới hạt là nơi dễ bị ăn mòn có lượng tự cao dễ tạo mầm chuyển biến pha + Biên giới hạt là nơi dễ chứa các nguyên tử tạp chất và dễ khuếch tán + Biên giới hạt không có mặt tinh thể xác định nên cản trở biến dạng dẻo ở nhiệt độ thường và kém ổn định dễ bị chảy dẻo ở nhiệt độ cao 60 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể c Sai lệch mặt * Biên giới siêu hạt: - Biên giới siêu hạt cũng là một dạng sai lệch mặt - Góc lệch giữa các siêu hạt rất nhỏ - Có thể quan niệm biên giới siêu hạt gồm vô số các lệch thẳng xếp thành hàng với những khoảng cách bằng tức là tạo nên “ bức tường lệch “ 61 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CHẤT Các sai lệch mạng tinh thể c Sai lệch mặt * Mặt tinh thể: - Các nguyên tử mặt ngoài của tinh thể được liên kết với các nguyên tử nằm phia trong, nên lực liên kết không cân bằng Do đó mặt ngoài có cấu tạo không trật tự tạo nên các sai lêch mặt 62 ... doa… CHƯƠNG 1: CẤU T O MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CH T Cấu tạo mạng tinh thể lý t ởng kim loại a Cấu tạo mạng tinh thể lý t ởng * Định nghĩa mạng tinh thể - Mạng tinh thể lý t ởng là... số mă t tinh thể - Đặc điểm: các mă t tinh thể song song thì có tinh châ t giống 46 13 CHƯƠNG 1: CẤU T O MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CH T Cấu tạo mạng tinh thể lý t ởng kim loại c M t số... CHƯƠNG 1: CẤU T O MẠNG T THỂ CỦA KL NGUYÊN CH T Khảo s t mạng tinh thể thường gặp kim loại a Khảo s t mạng lập phương thể t m (t m khối-A2, K8) * Mâ t độ xếp ch t toàn mạng (Mv): Là t số thể