CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU Từ khóa: Structure; Crystall 1. Cấu tạo và liên kết nguyên tử 1.1. Cấu tạo của chất rắn • Vật rắn là vật liệu được tạo thành từ các nguyên tử, phân tử, ion • Các nguyên tử, phân tử, ion có thể sắp xếp có trật tự hoặc không có trật tự trong vật liệu • Cấu trúc, tính chất của vật liệu phụ thuộc vào lực liên kết giữa các ion, nguyên tử trong vật liệu 1.2. Các loại liên kết nguyên tử 1.2.1. Liên kết Vander Waals • Năng lượng liên kết không lớn • Vật liệu có liên kết này có nhiệt độ nóng chảy và bay hơi thấp 1.2.2. Liên kết đồng hóa trị • Tạo thành khi 2 hay nhiều nguyên tử góp chung nhau một số điện tử (cho đủ 8 điện tử) 1.2.3. Liên kết ion • Các nguyên tử cho và nhận âm điện tử trở thành ion âm, dương liên kết nhau 1.2.4. Liên kết kim loại • Gồm ion dương và đám mây điện tử bao quanh → cân bằng về mọi phía đối với ion • Khi dịch chuyển 1 dãy nguyên tử một khoảng cách: vẫn cân bằng → KL có tính dẻo cao 1.3. Trạng thái tinh thể và vô định hình của vật liệu • Quy ước: nguyên tử, ion, phân tử: chất điểm • Vật rắn tinh thể: - Các chất điểm sắp xếp theo một quy luật hình học xác định - Có nhiệt độ nóng chảy xác định • Vật vô định hình: - Các chất điểm sắp xếp hỗn loạn - Không có nhiệt độ nóng chảy xác định 2. Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng 2.1. Mạng tinh thể (MTT) • MTT: mạng lưới không gian được tạo nên bởi các chất điểm, sắp xếp theo một quy luật chặt chẽ, biểu diễn được ở dạng hình học nhất định • Thí dụ: các chất điểm của tinh thể NaCl sắp xếp theo quy luật ở các đỉnh của khối lập phương MTT của muối ăn • Nhận xét: - MTT như gồm các mặt song song cách đều nhau: mặt tinh thể - MTT như gồm bởi các ô nhỏ xếp liên tiếp nhau theo 3 chiều đo trong không gian: khối cơ sở (ô cơ sở) - Biểu diễn MTT bằng khối cơ sở là đủ - Các chất điểm khít nhau Tinh thể của muối ăn [...]... của một chất từ kiểu MTT này sang kiểu MTT khác: chuyển biến thù hình • Kí hiệu: α, β, γ, δ … • Thí dụ: sắt ( 911 , 13 92, 15 390C) 3 CẤU TẠO MTT THỰC TẾ CỦA KL NGUYÊN CHẤT 3 .1 Đơn tinh thể, đa tinh thể, hạt 3 .1 Đơn tinh thể, đa tinh thể 3 .1. 1 Đơn tinh thể • Đôi khi gặp khối KL có kích thước nhỏ trong đó MTT có mặt, phương đồng nhất ở mọi điểm: đơn tinh thể • Vật liệu KL trong kỹ thuật: không gặp đơn tinh. .. KL trong kỹ thuật: không gặp đơn tinh thể 3 .1. 2 Đa tinh thể - hạt • Quan sát mặt gẫy của KL dùng trong kỹ thuật: gồm rất nhiều các tinh thể gắn bó nhau: - Đây là trạng thái đa tinh thể - Mỗi phần trong đó: tinh thể hay hạt 3.2 Các sai lệch trong MTT • Trong thực tế: trong bản thân mỗi hạt không phải mỗi chất điểm đều ở đúng vị trí quy định mà ở một số bộ phận của mạng còn có những nguyên tử nằm lệch...2.2 Các kiểu mạng tinh thể • Có 14 kiểu mạng thuộc 7 hệ theo tương quan: - giữa 3 kích thước: a, b, c - giữa 3 góc: α, β, γ 2.2 .1 Mạng lập phương thể tâm (lptt) • Còn gọi là lập phương tâm khối • Khối cơ bản: 8 nguyên tử ở 8 đỉnh (không tiếp xúc nhau) cùng tiếp xúc với nguyên tử ở tâm khối 2.2 .1 Mạng lập phương thể tâm • Số nguyên tử trong 1 khối cơ bản: (1/ 8 x 8) + 1 = 2 • Li, Na, K, V, Cr,... trong 1 khối cơ bản: (1/ 8 x 8) + (½ x 6) = 4 • Fe, Ni, Cu, Al, Pb … 2.2.3 Mạng lục giác xếp chặt (lgxc) • 12 nguyên tử ở 12 đỉnh của 2 lục giác • 2 nguyên tử ở tâm của 2 lục giác • 3 nguyên tử ở tâm của 3 khối lăng trụ tam giác xen kẽ 2.2.3 Mạng lục giác xếp chặt • 6 nguyên tử ở mỗi mặt cùng tiếp xúc với nguyên tử ở tâm mặt và từng 2 nguyên tử tiếp xúc nhau • 3 nguyên tử ở tâm lọt vào khe lõm của 7... nguyên tử trên một mặt r – bán kính nguyên tử S – diện tích của mặt • Mật độ mạng MV: MV= n.4/3 πr3/V n – số nguyên tử trong một khối cơ bản V – thể tích khối cơ bản Lỗ rỗng trong MTT • Mạng lptt: - khối tám mặt: 0 ,15 4 d; 6 lỗ - khối bốn mặt: 0,2 21 d; 12 lỗ • Mạng lpdt: - khối tám mặt: 0, 41 d; 4 lỗ - khối bốn mặt: 0,225 d; 8 lỗ 2.5 Tính thù hình của kim loại • Nhiều KL ở những khoảng nhiệt độ khác nhau... nhưng những sai lệch do chúng gây nên thường có nhiều tác dụng lớn • Sai lệch: điểm, đường, mặt 3.2 .1 Sai lệch điểm • Nút trống • Nguyên tử xen kẻ • Nguyên tử thay thế 3.2.2 Sai lệch đường ∀ Σ các sai lệch điểm • Lệch thẳng • Lệch xoắn 3.2.3 Sai lệch mặt • Biên giới hạt • Biên giới blốc • Mặt ngoài tinh thể ... Zn, Co, Ti, Mg, Cd … 2.3 Thông số mạng • Thông số mạng là kích thước cơ bản của MTT • Mạng lptt: a → khoảng cách 2 nguyên tử gần nhau nhất: d= a√3/2; bán kính nguyên tử: r= a√3/4 2.3 Thông số mạng • Mạng lpdt: a → khoảng cách 2 nguyên tử gần nhau nhất: d= a√2/2; bán kính nguyên tử: r= a√2/4 • Mạng lgxc: a, c → c/a= (8/3)0,5 ≈ 1, 633 2.4 Mật độ nguyên tử và lỗ rỗng trong MTT • Xem nguyên tử như những quả . CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU Từ khóa: Structure; Crystall 1. Cấu tạo và liên kết nguyên tử 1. 1. Cấu tạo của chất rắn • Vật rắn là vật liệu được tạo thành từ. phân tử, ion có thể sắp xếp có trật tự hoặc không có trật tự trong vật liệu • Cấu trúc, tính chất của vật liệu phụ thuộc vào lực liên kết giữa các ion, nguyên tử trong vật liệu 1. 2. Các loại. chuyển 1 dãy nguyên tử một khoảng cách: vẫn cân bằng → KL có tính dẻo cao 1. 3. Trạng thái tinh thể và vô định hình của vật liệu • Quy ước: nguyên tử, ion, phân tử: chất điểm • Vật rắn tinh