vat lieu co khi 1

BÀI GIẢNG VẬT LIỆU Giảng viên: Lê Thị Như Quyên Khoa: Điện CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 4.1 Cấu tạo kim loại 4.1.1 Khái niệm kim loại a, Khái niệm: Kim loại vật thể sáng (ánh kim), dẻo (có thể rèn được), có tính dẫn điện dẫn nhiệt cao • Đây định nghĩa điển hình để phân biệt kim loại kim Song định nghĩa chưa hồn tồn đắn khơng phải kim loại có tính chất Ví dụ: Ăngtimon (Sb) dịn khơng rèn được, cịn Xêri (Ce) lại có tính dẫn điện • Đặc điểm để phân biệt kim loại kim hệ số nhiệt độ điện trở: - Ở kim loại hệ số dương (+) ( nhiệt độ tăng điện trở tăng) - Ở kim hệ số âm (-) ( nhiệt độ tăng điện trở giảm CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM b, Phân loại: - Theo khối lượng riêng: kim loại chia thàng nhóm: kim loại nhẹ kim loại nặng + Kim loại nặng kim loại có khối lượng riêng lớn g/cm3 Ví dụ: Fe = 7,8 Au = 19,5 Hg = 13,1 + Kim loại nhẹ kim loại có khối lượng riêng nhỏ g/cm3 Ví dụ: Al = 2,7 Mn = 1,73 Ti = 4,5 CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 4.1.2 Cấu tạo mạng tinh thể kim loại Định nghĩa Là mạng không gian tạo nên nguyên tử, ion xếp theo quy luật chặt chẽ, tạo thành dạng hình học định CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Cấu tạo * Gồm phần: a Mặt tinh thể b Khối c Thông số mạng CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM z a Mặt tinh thể y x Mặt tinh thể: Là mặt qua chất điểm, xác định chất điểm mạng CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOI V HP KIM b ễ c bn Ô c bn: Là phần nhỏ nhất, có chất điểm xếp theo cỏc phơng tạo thành mạng tinh thể, phần đại diện đặc trng đầy đủ tính chất mạng CHNG 4: KHI NIM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM c Thông số mạng Là kích thước mạng tinh thể Được xác định theo kích thước cạnh (khoảng cách tâm nguyên tử gần nhau) Đơn vị đo chiều dài thông số mạng Ăngstrôn (A) Kilôichxi (Kx) 1A = 10-8cm; c a b CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Các kiểu mạng tinh thể • Lập phương thể tâm: Kiểu mạng có hình hộp lập phương Các nguyên tử (ion) kim loại xếp nút đỉnh hình hộp nguyên tử tâm khối hộp a a Hình 1.5 + Hợp kim có tính cơng nghệ phù hợp với chế tạo khí tính đúc, tính cắt gọt, hố bền nhiệt luyện v.v 3- Các dạng cấu tạo hợp kim a, Dung dịch đặc • Khi hai nguyên tố hòa tan vào nhau, trạng thái đặc nguyên tố giữ nguyên kiểu mạng tinh thể gọi dung mơi, cịn ngun tố phân bố vào mạng tinh thể nguyên tố dung môi gọi ngun tố hồ tan hỗn hợp gọi dung dịch đặc T/c chung: + Có mối liên kết kim loại + Có kiểu mạng tinh thể kiểu mạng nguyên tố dung môi + Thành phần hố học ngun tố thay đổi theo phạm vi mà không làm thay đổi kiểu mạng tinh thể + Các nguyên tử nguyên tố hòa tan vào mạng tinh thể ngun tố dung mơi gây nên xơ lệch mạng tinh thể, dung dịch đặc có độ bền, độ cứng cao kim loại dung mơi, cịn độ dẻo cao giữ kiểu mạng tinh thể kim loại dung mơi b Hợp chất hóa học * Khái niệm: Khi nguyên tố khác hợp kim có tính chất điện hóa khác nhau, chúng tác dụng với để tạo thành hợp chất hóa học Hợp chất hóa học có tỷ lệ nguyên tố xác ứng với cơng thức hóa học định, có kiểu mạng tinh thể riêng, khác hẳng với mạng tinh thể nguyên tố thành phần Do có độ cứng độ dịn cao dung dịch đặc c Hỗn hợp học Rất nhiều trường hợp kim loại khơng có tổ chức pha mà gồm nhiều pha kim loại nguyên chất, hai dung dịch đặc (Pha phần đồng hợp kim có thành phần hóa học, tính chất, trạng thái có bề mặt phân chia với phần lại) Cấu tạo gọi hỗn hợp học 4.1.4 TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KL VÀ HK Cơ tính Tính chất vật lý Tính chất hóa học Tính cơng nghệ Độ bền Khối lượng riêng Tính chịu ăn mịn Tính đúc Độ cứng Tính nóng chảy Tính chịu nhiệt Tính rèn Độ dẻo Tính giãn nở Tính chịu axit Tính hàn Độ dai va đập Tính dẫn điện Tính dẫn nhiệt Từ tính Tính cắt gọt Cơ tính - Là đặc trưng học biểu thị khả kim loại hay hợp kim chịu tác động loại tải trọng Các đặc trưng bao gồm: + Độ bền: khả chống lại tác dụng lực bên ngồi mà khơng bị phá hỏng Tùy theo dạng khác ngoại lực mà ta có loại độ bền:  độ bền kéo (k), độ  bền nén (n),  độ bền uốn (u) + Độ cứng: khả chống lại biến dạng dẻo cục có ngoại lực tác dụng lên kim loại thông qua vật nén Nếu giá trị lực nén mà vết lõm mẫu đo lớn độ cứng vật liệu + Độ dẻo: khả vật liệu thay đổi hình dáng kích thước mà khơng bị phá hủy chịu tác dụng lực bên + Độ dai va đập: là khả vật liệu chịu tải trọng va đập mà khơng bị phá hủy Lý tính a. Khối lượng riêng: là khối lượng cm3 vật chất b. Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy lỗng bị đốt nóng đông đặc lại làm nguội Nhiệt độ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hồn tồn gọi điểm nóng chảy Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng cơng nghệ đúc, hàn ... Ví dụ: Fe = 7,8 Au = 19 ,5 Hg = 13 ,1 + Kim loại nhẹ kim loại có khối lượng riêng nhỏ g/cm3 Ví dụ: Al = 2,7 Mn = 1, 73 Ti = 4,5 CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 4 .1. 2 Cấu tạo mạng tinh... tâm khối lăng trụ tam giác Hình 1. 7 • Chính phương thể tâm : Kiểu mạng có hình lăng trụ tứ giác Có hai thơng số mạng a c c a Hình 1. 8 4 .1. 3 CẤU TẠO CỦA HỢP KIM 1- Kn hợp kim: Hợp kim hợp chất...CHƯƠNG 4: KHÁI NIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 4 .1 Cấu tạo kim loại 4 .1. 1 Khái niệm kim loại a, Khái niệm: Kim loại vật thể sáng (ánh kim), dẻo (có thể rèn