Mạng tinh thể lý tưởng: *Mạng tinh thể: Là mô hình không gian mô tả qui luật hình học của sự sắp xếp các chất điểm trong vật tinh thể.. Mạng lập phương thể tâm: -Các nguyên tử, nằm giữa
Trang 1Chương 1: CẤU TẠO KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
I KIM LOẠI:
1 Định nghĩa:
Kim loại là một vật thể sáng, dẻo có thể rèn được, có tính dẫn nhiệt, dẫn điện cao
2 Các tính chất của kim loại:
a, Cơ tính:
* Độ bền được đo bằng giới hạn bền
+Giới hạn bền kéo бb
+Giới hạn bền nén бbn
+Giới hạn bền uốn бbu
+Giới hạn bền chảy бc
+Giới hạn bền mỏi б-1.
+Giới hạn bền đàn hồi бdh
*Độ cứng:
+Độ cứng Brinen (HB)
+Độ cứng Rốcven (HRA, HRB, HRC)
+Độ cứng VicKe (HV)
*Độ dẻo:
Xác định độ dãn dài tương đối δ(%) và độ thắt tương đối ψ(%)
*Độ dai:
Xác định băng độ dài vađập ak
b Lý tính:
*Các tính chất điện từ là tính chất không có gì có thể thay thế được kim loại, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện, ngoài ra còn có tính chịu nhiệt cao, tính giãn nở vì nhiệt
c Hóa tính:
*Kim loại thường tác dụng mạnh với các kim loại như (oxy, clo) Hiện tượng bị rỉ gọi là ăn mòn kim loại, một số kim loại có tính ổn định rất cao trong khí quyển, axit, bazơ là các kim loại quí
Trang 2d Tính công nghệ:
Có khả năng chịu các dạng gia công khác nhau: Đúc, dập, gia công cắt, hàn, nhiệt luyện…
3 Cấu tạo tinh thể của kim loại:
a Mạng tinh thể lý tưởng:
*Mạng tinh thể: Là mô hình không gian
mô tả qui luật hình học của sự sắp xếp các
chất điểm trong vật tinh thể
*Mạng tinh thể gồm các mặt đi qua các chất
điểm, các mặt này luôn song song cách đều
nhau gọi là mặt tinh thể
*Mạng tinh thể bao gồm các hình khối đơn giản
giống nhau và xếp liên tiếp chúng theo 3 chiều
đo thì có lại mạng tinh thể Khối đó gọi là khối
cơ bản
a Mạng lập phương thể tâm:
-Các nguyên tử, nằm giữa tâm và đỉnh của
hình lập phương
-Các nguyên tử nằm ở đường chéo mặt hình
lập phương cách rời nhau còn các nguyên tử
nằm theo đường chéo khối hình lập phương
thì sát nhau hơn
Đặc trưng cho các kiểu mạng này là Feα,
Cr, W, Mo…
b Mạng lập phương diện tâm:
a
a
a
Trang 3-Các nguyên tử nằm ở đỉnh và giữa tâm các mặt hình lập phương
-Theo các cạnh và theo các đường chéo khối hình lập phương các nguyên tử nằm cách rời nhau còn theo đường chéo mặt các nguyên tử nằm sát nhau hơn
-Đặc trưng các kiểu mạng này là Feγ, Cu, Ni, Al, Pb…
c Mạng lục giác xếp chặt:
-12 nguyên tử nằm ở các đỉnh, 2 nguyên tử
nằm ở giữa 2 mặt đáy, 3 nguyên tử nằm ở
trung tâm khối lăng trụ
-Các nguyên tử nằm ở đáy dưới xếp sát
nhau, 3 nguyên tử nằm ở giữa xếp vào khe
lõm mặt đáy, tiếp theo là các nguyên tử mặt
đáy trên xếp vào khe lõm của lớp giữa
nhưng trùng vào vị trí đáy
Các kim loại đặc trưng cho kiểu mạng này
là Be, Mg, Tiα, Coα…
d Mạng chính phương thể tâm:
-Giống như khối lập phương thể tâm kéo dài
theo chiều cạnh của khối
b mạng tinh thể thực:
Trên thực tế mạng nguyên tử kim loại luôn luôn có khuyết tật và sai lệnh
-Sai lệnh điểm: là sai lệch kích thước nhỏ theo 3 chiều không gian
+Các nguyên tử bứt khỏi vị trí cân bằng đi vào khoảng giữa các nút mạng
+Các nguyên tử tạp chất chiếm vị trí nút mạng
-Sai lệch đường: là sai lệch mạngcó kích thước nhỏ theo 2 chiều
đo và lớn theo 1 chiều đo còn lại
a c
c
a
Trang 4+Sai lệch biên
+Sai lệch xoắn
+Sai lệch hỗn hợp
-Sai lệch mặt: Là sai lệch mạng có kích thước nhỏ theo 1 chiều
đo và lớn theo 2 chiều đo còn lại Những sai lệch mặt có thể là mặt phẳng hoặt mặt cong
II HỢP KIM:
1 Định nghĩa:
Hợp kim là sản phẩm của sự nấu chảy hai hay nhiều nguyên tố kim loại hoặc á kim để được vật liệu mới có tính chất kim loại
2 Cấu tạo tinh thể của hợp kim:
Câu tạo hợp kim có thể là dung dịch đặc, hợp chất hóa học, hỗn hợp cơ học
a Dung dịch đặc:
Nguyên tử của các nguyên tố thành phần
có kích thước gần giống nhau, khi kết
tinh các hợp kim này tạo thành mạng tinh
thể trong đó có nguyên tử của các
nguyên tố thành phần
*Người ta phân biệt 2 loại dung dịch đặc
-Dung dịch đặc thay thế: Nguyên tử A
đẩy một số nguyên tử B ra khỏi nút mạng tinh thể và thay vào vị trí ấy
+Ví dụ: Nguyên tử Ni đẩy một số nguyên tử Cu
ra khỏi nút mạng và thay thế vào vị trí ấy
-Dung dịch đặc xen kẽ: Nguyên tử các nguyên tố
hòa tan nằm giữa xen kẽ vào các lỗ hỏng giữa
các nút mạng tinh thể của các kim loại cơ bản
+Ví dụ: Nguyên tử Bo, C, O2 nằm xen kẽ vào lỗ hỏng giữa các nút mạng tinh thể của nguyên tố kim loại cơ bản
Ni
Cu
Ni
Trang 5b Hợp chất hóa học:
-Nguyên tử các nguyên tố khác nhau tác dụng hóa học với nhau,
theo tỷ lệ chính xác giữa các nguyên tử có kiểu mạng xác định
và thành phần hóa học xác định biểu diễn bằng một công thức
hóa học xác định
-Đặc điểm chung có độ cứng, độ giòn cao do mạng tinh thể của
nó phức tạp hơn mạng tinh thể kim loại
c Hỗn hợp cơ học:
-Hợp kim có cấu tạo là hỗn hợp cơ học khi nguyên tử của các
nguyên tố thành phần khác nhau về kích thước, mạng tinh thể
-Các nguyên tử của mỗi nguyên tố sẽ tụ tập lại thành những hạt
riêng rẽ phân biệt rõ rệt được trên tổ chức tế vi, còn dung dịch
đặc thì không phân biệt được
3 Phân biệt kim loại và hợp kim:
-Có độ bền và độ cứng thấp
-Tính dẻo cao, dễ biến dạng
dẻo, tính đúc, gia công cắt
kém
-Chế tạo khó
-Có độ bền và độ cứng cao hơn
-Có tính đúc tốt, gia công cắt cao, có khả năng hóa bền bằng nhiệt luyện -Chế tạo dễ
4 Phân tích cấu tạo của kim loại và vật liệu phi kim loại:
*Người ta chia vật rắn thành 2 nhóm lớn
-Vật rắn tinh thể: Chất điểm sắp xếp theo một quy luật hình học
nhất định
-Vật rắn vô định hình: Chất điểm sắp xếp hỗn loạn
-Có cấu tạo tinh thể: Chất điểm
sắp xếp theo một quy luật hình
-Có cấu tạo vô định hình chất điểm sắp xếp hỗn loạn
Trang 6học nhất định.
-Có nhiệt độ nóng chảy, đông
đặc xác định Tức là có sự
chuyển biến từ nguyên tử sắp
xếp không tật tự (lỏng) có tật
tự (rắn)
-Không có nhiệt độ đông đặc nóng chảy xác định Khi đun nóng bị mềm từ từ, không có ranh giới giữa hai trạng thái lỏng và rắn vì ở hai trạng thái này chất điểm sắp xếp không có trật tự
