TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH CƠ SỞ ĐÀO TẠO MIỀN TRUNG KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU HỌC NGÀNH HÓA 2206041140 (2, 0, 4) Tài liệu tham khảo: 1, Vật liệu học sở, Nghiêm Hùng, NXB KH & KT – 2002 2, Vật liệu học , B.N Arzamaxov, NXB Giáo dục – 2000 3, Vật liệu khí, KS Nguyễn Thị Yên, NXB Hà Nội - 2004 4, Bài giảng Vật liệu học, TS Hà Văn Hồng 5, Giáo trình Vật liệu khí, ThS Châu Minh Quang Phần I: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LiỆU Chương 1: CẤU TRÚC CỦA VẬT LiỆU 1.1 Cấu tạo liên kết nguyên tử 1.1.1 Khái niệm cấu tạo ngun tử - Nguyên tử hạt nhỏ nguyên tố hóa học bò phân chia + Hạt nhân tâm: (+) mặt hóa học + Các e bao quanh hạt nhân: (-) + Ở trạng thái bình thường: trung hòa điện tích • Ở mức độ thông thường người ta thừa nhận nguyên tử cấu tạo từ ba loại hạt electron (e), proton (p) nơtron (n) LOẠI HẠ T KHỐI LƯNG (m) kg u ĐIỆN TÍCH (a) Culong Electro 9,109 105,55 - 1,6021.1031 19 n 10-4 Proton 1,672 10 1,007 + 1,6021.10 • Hạt nhân: Hạt proton: (+) 27 19 Nôtron 1,009 Hạt10 nơtron: khơng mang 1,675 0,0điện 27 Quy ước -1 +1 0,0 Cấu tạo nguyên tử Cacbon Lớp điện tử: Gồm điện tử số lượng tử n Số lượng tử n: Ký hiệu lớp lượng K tử: L M N O P Q Phân lớp điện tử: Gồm điện tử số lượng tử n số lượng tử phụ l Số lượng tử orbitan l: Ký hiệu phân lớp lượng s tử: p d f g h Hình dạng đám mây Đám mây s 1s Sơ đồ đám mây điện tửcủa điện tử 1s Hình cầu Sơ đờ đám mây điện tử của điện tử 2s Hình dạng đám mây Đám mây s Hình dạng đám mây Đám mây s Đám mây 2p Hình dạng đám mây điện tử 2px Hình dạng đám mây điện tử 2py Hình dạng Hình dạng đám mây điện tử 2pz Mạng tinh thể Hệ tinh thể Ba nghiên g               đơn giản Một nghiê ng               đơn giản Trực thoi               tâm đáy               tâm đáy               tâm khối               tâm mặt               Hệ tinh thể Sáu phươn g Ba phương Mạng tinh thể                             Hệ tinh thể Mạng tinh thể đơn giản tâm khối Bốn phương                             đơn giản tâm khối tâm mặt Lập phương                                          • Lập phương đơn giản: hình lập phương, nút mạng nguyên tử nằm đỉnh hình lập phương có cạnh số mạng Cấu trúc lập phương đơn giản chứa ngun tử ngun tố • Lập phương tâm mặt (hay lập phương diện tâm): cấu trúc lập phương với nguyên tử nằm đỉnh hình lập phương (8 nguyên tử) nguyên tử khác nằm tâm mặt hình lập phương Cấu trúc chứa nguyên tử ô nguyên tố Trong tinh thể học, cấu trúc lập phương tâm mặt ký hiệu fcc (Face-centered cubic) Các chất điển hình có cấu trúc fcc nhơm, đồng • Lập phương tâm khối: cấu trúc lập phương với nguyên tử đỉnh hình lập phương nguyên tử tâm hình lập phương Cấu trúc chứa nguyên tử ô nguyên tố, thường ký hiệu bcc (Body-centered cubic) Hệ số xếp chặt • Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt 52% • Cấu trúc lập phương tâm mặt có hệ số xếp chặt 74% • Cấu trúc lập phương tâm khối có hệ số xếp chặt 68% Các chất có cấu trúc lập phương • Cấu trúc đơn nguyên tử: Cấu trúc lập phương đơn nguyên tử tồn nhiều kim loại (điển hình kim loại chuyển tiếp) Cấu trúc lập phương đơn giản có hệ số xếp chặt thấp nên bền hơn, chất điển hình mang cấu trúc Polonium (Po) Cấu trúc fcc bcc tồn phổ biến kim loại, ví dụ đồng, nhôm mang cấu trúc fcc, sắt, crôm mang cấu trúc bcc • Cấu trúc đa nguyên tử: Cấu trúc lập phương tồn chất có nhiều loại ngun tử, ví dụ hợp kim, hợp chất Muối ăn (NaCl) hợp chất điển hình với cấu trúc fcc, hợp kim Fe(Si) hợp kim điển hình mang cấu trúc bcc Mạng tinh thể lập phương thể tâm (Lập phương tâm khối) ĐN: Là mạng tinh thể có sở hình lập phương, ngun tử nằm đỉnh tâm khối Mỗi ô nv = 8đỉnh.1/8 + = nguyên tử Mạng tinh thể lập phương tâm mặt (lập phương diện tâm) Mỗi ô mạng sở có ng tử đỉnh, ng tử mặt (mà ng tử chung mặt tiếp xúc ô mạng) Vậy sở có: 1/8 + ½ = ng tử Mạng tinh thể sáu phương xếp chặt Số phối trí • Là số đơn vị cấu trúc (hay số cầu) bao quanh đv cấu trúc (1 cầu) xét ô mạng sở Ô MẠNG CƠ SỞ Tứ diện Bát diện Lập phương nguyên thủy Sáu phương đặc khít Lập phương tâm mặt SỐ PHỐI TRÍ 12 12 Kiểu mạng tinh thể số xếp • Hợp chất trung hòa điện tích: đ tích âm = đ tích dương • Yếu tố định đến kiểu tinh thể số phối trí mạng ceramic tương quan rc/ra rc/ra < 0,155 Khoảng 0,155 – 0,225 Khoảng 0,225 – 0,414 Khoảng 0,414 – 0,732 Khoảng 0,732 – 1,0 Số phối trí max Tính thù hình kim loại Tính thù hình Sắt ...Phần I: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LiỆU Chương 1: CẤU TRÚC CỦA VẬT LiỆU 1.1 Cấu tạo liên kết nguyên tử 1.1.1 Khái niệm cấu tạo ngun tử - Nguyên tử hạt nhỏ nguyên... tinh thể  Mạng lưới phân tử Các tiểu phân cấu trúc phân tử (trừ khí hiếm), chúng hút lực hút yếu Van der Waals, đơi liên kết hydro Vì vậy, cấu trúc mạng lưới phân tử dễ nóng chảy, dễ hóa... b a a, b, c độ γ x y lớn gócvà α, βcác , γ góc Dựa vào cạnh ô mạng sở, chia hệ tinh thể nguyên thuỷ gọi mạng lưới Brave đơn giản Tọa độ số Miller • Vị trí 1đv cấu trúc ô mạng sở xđ tọa độ (x,y,z)