Trường Đại học Bách Khoa TP HCM Khoa Kỹ thuật Hóa học KIỂM TRA GIỮA KỲ Môn Cơ sở vật liệu và ăn mòn Thời gian làm bài 30 phút Học kỳ 182 Họ tên SV MSSV Sinh viên được sử dụng tài liệu Đề thi có 02 trang Phần I (Câu 1 – 5) Sinh viên ghi đáp án vào các ô trống Mỗi ô chỉ ghi 1 đáp án 1 2 3 4 5 Câu 1 Hãy chọn phát biểu sai A Tong chất khí, các nguyên tử sắp xếp hỗn loạn B Trong chất rắn có cấu trúc tinh thể, các nguyên tử sắp xếp trật tự gần, không có trật tự xa C Trong chất lỏng, các nguyên tử sắ.
Trang 1Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM
Khoa Kỹ thuật Hóa học
KIỂM TRA GIỮA KỲ Môn: Cơ sở vật liệu và ăn mòn
Thời gian làm bài: 30 phút
Học kỳ: 182
Họ & tên SV: ……… MSSV: ……….………… ………
Sinh viên được sử dụng tài liệu Đề thi có 02 trang
Phần I (Câu 1 – 5) Sinh viên ghi đáp án vào các ô trống Mỗi ô chỉ ghi 1 đáp án
Câu 1 Hãy chọn phát biểu sai
A Tong chất khí, các nguyên tử sắp xếp hỗn loạn
B Trong chất rắn có cấu trúc tinh thể, các nguyên tử sắp xếp trật tự gần, không có trật tự xa
C Trong chất lỏng, các nguyên tử sắp xếp có trật tự gần, không có trật tự xa
D Trong chất rắn có cấu trúc vô định hình, các nguyên tử sắp xếp không có trật tự xa
Câu 2 Hãy chọn phát biểu sai
Đối với hệ lập phương
A Phương [1 0 0] song song với phương [0 1 0]
B Góc giữa hai phương [1 0 0] và [1 1 0] là 45o
C Các phương [1 1 0], [1 0 1], [0 1 1] đều thuộc hệ phương <1 1 0>
D Hằng số mạng a = b = c
Câu 3 Xét hệ lập phương, 3 điểm A(1/3, 0, 0); B (0, 1/2, 0); C (0, 0, 1) Mặt phẳng (ABC) có ký hiệu theo
Miller là:
Câu 4 Xét cấu trúc lập phương diện tâm Mật độ xếp diện tích M trên hai mặt (1 0 0), (1 1 1) lần lượt là
Câu 5 Xét cấu trúc lập phương thể tâm Mật độ xếp thể tích Mv là
Trang 2Câu 6 Zn có cấu trúc HCP với c/a = 1,856, rZn =0,133 nm; MZn = 65,41 g/mol, số Avogadro
23 A
N =6,022 10 Tính khối lượng riêng của Zn theo g/cm3
………
………
………
………
………
Câu 7 Khi oxy hóa hoàn toàn Mg thành MgO, hãy tính tỷ lệ giữa hai khối lượng riêng Mg /MgO. Biết Mg có cấu trúc HCP, c/a = 1,633, rMg =0,160 nm, MMg =24,31g/mol MgO có cấu trúc giống NaCl, 2 2 O Mg O r + =0,072 nm; r − =0,140 nm; M =16,00 g/mol, số Avogadro 23 A N =6,022 10 ………
………
………
………
………
………
………
………
Câu 8 Viết phương trình tạo thành ion xen kẽ khi a) Cho MgCl2 vào mạng NaCl b) Cho FeO vào mạng Al2O3 ………
………
Trang 3ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Khoa Kỹ thuật Hóa học
KIỂM TRA CUỐI KỲ Môn: Cơ sở vật liệu và ăn mòn
Học kỳ: 181
Thời gian làm bài: 80 phút
Họ và tên SV: ……… MSSV: ………….………
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu và làm trực tiếp trên đề thi Đề thi có 05 trang Câu 1 Cho biết hằng số mạng của platinum (mạng tinh thể FCC) và tungsten (mạng tinh thể BCC) lần lượt là 393 pm và 316 pm Hãy xác định tỉ lệ bán kính nguyên tử giữa platinum và tungsten
Câu 2 Vẽ và xác định mặt (110) và phương 011 trong một ô cơ bản của mạng tinh thể
Trang 4
Câu 3 Một tấm vật liệu bằng chromium nguyên chất có mặt cắt ngang là hình chữ nhật với
A 10 100 cm= trong quá trình sử dụng bị ngâm hoàn toàn trong nước biển Sau một năm, bề dày của tấm vật liệu giảm đi 0,2 mm Biết khối lượng riêng của chromium
là 7,19 g/cm3, hãy xác định mật độ dòng điện (A/cm2) phát sinh trong quá trình ăn mòn
Câu 4 Để giảm lỗ trống và làm tăng độ đặc khít của vật liệu, một trong những phương pháp đang được nghiên cứu và phát triển là nén đẳng hướng ở áp suất cao (HIP – hot isostatic pressing) Phương pháp này có những ưu điểm, nhược điểm và hạn chế nào ?
Trang 5
Câu 5 Hòa tan hoàn toàn 16 gam SnCl2 trong 1000 mL H2O để tạo thành dung dịch chất điện ly Hãy tính thế điện cực khi sử dụng dung dịch chất điện ly trên để làm điện cực loại
1 (điện cực kim loại) Biết khối lượng phân tử của Sn, Cl lần lượt là 118,7 g/mol và 35,5 g/mol Cặp oxy hóa – khử Sn2+ / Sn có thế điện cực chuẩn là –0,14V
Câu 6 a Sau một thời gian được sử dụng để vận chuyển nước nóng, các ống vận chuyển làm bằng hợp kim đồng thau (70 wt.% Cu và 30 wt.% Zn) thường bị nứt, gãy Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này
b Để bảo vệ thép, ta có thể mạ kim loại nào trong các kim loại (Zn, Cd, Sn,Ni, Cr) mà vẫn có thể bảo vệ thép khỏi ăn mòn khi lớp mạ bị sây sát sâu (lớp mạ bị hở làm một phần thép tiếp xúc với môi trường bên ngoài) ? Vì sao ?
Trang 6
Câu 7
a Xác định lực kéo tối đa (theo kN) có thể tác dụng lên sợi dây hình trụ mà thanh vẫn giữ
được biến dạng đàn hồi Biết rằng thanh làm bằng nhôm oxide, có giới hạn đàn hồi 241 MPa
và đường kính thanh 5,0 mm
b Một thanh nhôm có mặt cắt ngang hình chữ nhật, kích thước 10mm 12.7mm chịu lực kéo 35,5 kN Xác định độ biến dạng của thanh, biết rằng dưới tác dụng trên thanh chỉ chịu biến dạng đàn hồi
Câu 8 Xác định khả năng bảo vệ của lớp màng nickel oxide (giống với kiểu mạng tinh thể NaCl) khi nickel (mạng tinh thể FCC) bị oxy hóa bởi môi trường Biết bán kính nguyên tử của Ni là 124,5 pm, bán kính của ion Ni2+ và O2− lần lượt là 78 pm và 132 pm Khối lượng riêng của Ni và O lần lượt là 58,7 g/mol và 16,0 g/mol
Trang 7
Trang 8ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Khoa Kỹ thuật Hóa học
KIỂM TRA CUỐI KỲ Môn: Cơ sở vật liệu và ăn mòn
Học kỳ: 182
Thời gian làm bài: 80 phút
Họ và tên SV: ……… MSSV: ………….………
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu và làm trực tiếp trên đề thi Đề thi có 05 trang Câu 1 Tinh thể Molybdenum có hằng số mạng a = 3,14 o A và có bán kính nguyên tử là 0,136 nm Mạng tinh thể của molybdenum là FCC hay BCC ?
Câu 2 Silic có cấu trúc mạng tinh thể giống với kim cương, có hằng số mạng a = 0,543 nm Hãy xác định mật độ xếp mặt trên mặt [100] và [111] của tinh thể
Trang 9
Câu 3 Một sợi dây hình trụ đường kính 12,8 mm được làm bằng hợp kim titanium (có
module đàn hồi 107 GPa) chịu lực kéo 3,5 kN (thanh chỉ chịu biến dạng đàn hồi) Tính chiều dài ban đầu của thanh trước khi bị biến dạng, biết độ tăng chiều dài của thanh là 0,34 mm
Câu 4 Một sợi dây hình trụ đường kính 7,2 mm được làm bằng hợp kim của kim loại M giả định nào đó có hệ số Poisson là 0,28 Xác định module đàn hồi của sợi dây này, biết rằng khi tác dụng lực kéo 1,5 kN lên thanh, đường kính của thanh giảm đi 0,25m
Câu 5 a Vỏ tàu biển thường làm bằng thép (hợp kim của sắt và carbon) nên rất dễ bị ăn mòn bởi nước biển trong khi hoạt động Hiện tượng ăn mòn này là ăn mòn hóa học hay ăn mòn điện hóa ? Hãy đề xuất phương pháp bảo vệ cathode hiệu quả để bảo vệ vỏ tàu biển khỏi sự ăn mòn này Giải thích lý do vì sao phương pháp này hiệu quả
Trang 10
b Trong thực tế, người ta thường chọn vật liệu dựa trên những tiêu chí nào ? Trong trường hợp cần lựa chọn vật liệu để làm kính máy bay, các tính chất cần có của vật liệu này là gì ? Dựa trên những tính chất trên, hãy lựa chọn một loại vật liệu thích hợp để làm kính máy bay
Câu 6 a Vì sao với cùng một điều kiện áp suất, khi tăng nhiệt độ, độ dẫn điện của kim loại giảm nhưng độ dẫn điện của bán dẫn tăng ?
b Xác định điều kiện của chiều dài của một dây dẫn đường kính 3 mm bằng thép không gỉ
Trang 11
Câu 7 Magnesium có cấu trúc HCP với c/a = 1,624 Khi bị oxide hóa ngoài không khí, bên ngoài bề mặt kim loại được phủ một lớp màng magnesium oxide (MgO) có cấu trúc tinh thể giống với NaCl Biết rằng bán kính nguyên của của Mg là 160 pm, bán kính của ion Mg2+ và O2− lần lượt là 72 pm và 140 pm Khối lượng nguyên tử của Mg và O lần lượt là 24,3 g/mol và 16,00 g/mol Lớp màng magnesium oxide có khả năng bảo vệ không ? Vì sao ?
Trang 12
Câu 8 Một tấm thép có kích thước L W H =25 20 0,125 cm ( )3 được ngâm trong nước biển Sau một khoảng thời gian, khối lượng thép bị ăn mòn đo được là 2,8 kg Tốc độ ăn mòn của thép trong nước biển ước tính là 5,1 mm/năm và khối lượng riêng của thép là 7,9 g/cm3 Hãy xác định thời gian tấm sắt đã bị ngâm trong nước biển
Trang 13ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Khoa Kỹ thuật Hóa học
KIỂM TRA CUỐI KỲ Môn: Cơ sở vật liệu và ăn mòn
Học kỳ: 191
Thời gian làm bài: 80 phút
Họ và tên SV: ……… MSSV: ………….………
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu và làm trực tiếp trên đề thi Đề thi có 04 trang Câu 1 Một sợi dây hình trụ được làm bằng hợp kim của kim loại M giả định nào đó có module đàn hồi 115 GPa, giới hạn đàn hồi 275 MPa Biết rằng tiết diện sợi dây là 325 mm2 Hãy xác định lực kéo tối đa có thể tác dụng lên dây mà không làm dây bị biến dạng dẻo
Câu 2 Với cùng dữ kiện ở câu 1, biết chiều dài ban đầu của sợi dây là 100 mm Hãy xác định độ biến dạng tối đa và chiều dài tối đa mà sợi dây có thể đạt được mà không bị biến dạng dẻo
Câu 3 Bán kính của ion Fe2+ và O2- lần lượt là 78 pm và 100 pm Tính hằng số mạng tinh thể FeO và khối lượng riêng tinh thể FeO Biết rằng khối lượng nguyên tử của Fe và O lần lượt là 55,85 và 16 g/mol
Trang 14
Câu 4 Sau một thời gian sử dụng, lượng Fe trong một sợi dây làm bằng FeO bị ăn mòn Biết
rằng khối lượng riêng thực của sợi dây chỉ đạt 4,91 g/cm3 Hãy xác định giá trị x trong công thức biểu kiến của sợi dây Fe O1−x .
Câu 5 Xác định ký hiệu của mặt tinh thể A và B trong hình dưới theo Miller
Câu 6 Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện và linh độ electron của đồng là 7 ( ) 1 6,0 10 .m − và 0,0030 m / Vs Xác định nồng độ electron tự do trong tinh thể đồng theo số electron/m2 3 và số electron/nguyên tử đồng Biết rằng đồng có khối lượng riêng 8,9 g/cm3 và khối lượng nguyên tử là 63,55 g/mol
Trang 15
Câu 7 Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện của bán dẫn X là −3 −1
5,93 10 Sm Biết rằng mật độ
7 10 m− , linh độ của electron và lỗ trống trong vật liệu trên lần lượt là 0,14 và 0,05 m2/Vs Xác định mật độ hạt mang điện necủa bán dẫn X ở nhiệt độ phòng
Câu 8 Bán dẫn X ở câu 7 là bán dẫn loại gì ? Vì sao ?
Câu 9 Gang và thép (hợp kim của sắt và carbon) rất dễ bị ăn mòn bởi môi trường chất điện ly cũng như các tác nhân oxy hóa trong khi hoạt động Trên thực tế, một trong những phương pháp hiệu quả để bảo vệ gang và thép và sử dụng kim loại làm vật hy sinh Hãy đề xuất 2 kim loại có thể dùng để bảo vệ gang và thép theo cách này và đề xuất 2 phương pháp khác để bảo vệ các hợp kim của Fe khỏi sự ăn mòn
Câu 10 Một bản nhôm mỏng có tiết diện 1 m2 được ngâm trong dung dịch NaCl 3,5 wt.% Sau một khoảng thời gian, cường độ dòng điện ăn mòn đo được là 6 9, 2 10 − A/cm2 Biết khối lượng riêng của nhôm là 2,70 g/cm3 và khối lượng phân tử của nhôm là 26,98 g/mol Hãy xác định tốc độ ăn mòn của tấm nhôm trong nước muối theo đơn vị mm/năm và xác định khối lượng nhôm bị ăn mòn sau 10 ngày
Trang 16