CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
3.1. Lý tính
-Nhiệt độ nóng chảy:Là nhiệt độ nung nóng mà tại đó sẽ làm cho kim loại chuyển
từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng
-Khối lượng riêng:Là khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật chất
1
Nguyên tố Nhiệt độ nóng chảy [C] Nguyên tố Nhiệt độ nóng chảy [C]
Thuỷ ngân
Gali
Thiếc
Chì
Manhê
Nhôm
Bạc
−38,4
29,7
231,9
327,4
650
660
960
Đồng
Niken
Sắt
Titan
Platin
Molybđen
Wolphram
1083
1456
1539
1668
1769
2610
3410
Nguyên tố (g/cm3) Nguyên tố (g/cm3)
Li 1,53 Ni 8.9
Be 1,74 Cu 8.96
Al 2,7 Ag 10.49
Ti 4, 5 Au 19.32
Zn 7,13 Pt 21.45
Fe 7,85 Ir 22.5
CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
3.1. Lý tính
-Tính dẫn điện:Tính dẫn điện của vật liệu được đặc trưng bằng khả năng
vật liệu cho dòng điện chạy qua,Đặc trưng là điện trở suất (m) –là điện trở
của một hình lập phương có cạnh 1m, khi có điện áp 1V sẽ có dòng điện 1A
chảy qua giữa hai mặt đối diện.
•Siêu dẫn.Một số vật liệu, khi nhiệt độ gần độ không tuyệt đối điện trở của
chúng giảm tới giá trị bằng không. Hiện tượng này gọi là siêu dẫn và chỉ
xảy ra ở một khoảng nhiệt độ rất hẹp (vài độ), xảy ra chủ yếu khi dòng
dòng điện 1chiều ở cả kim loại và bán dẫn
•Áp điện:Là tính chất khác thường của một số vật liệu gốm: khi lực ngoài
tác dụng lên một mẫu chất thì sự phân cực sinh ra và một điện trường
được thiết lập trong mẫu. Khi đảo chiều ngoại lực từ kéo sang nén thì
chiều dòng điện cũng đảo chiều →quá trình chuyển đổi từ cơ sang điện
và ngược lại
• Ứng dụng:đầu ghi âm, micrôphôn, máy phát siêu âm,đầu đo ứng suất,
đầu thu âm
2
CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
3.1. Lý tính
-Tính dẫn nhiệt:Đặc trưng bởi nhiệt dung riêng -Năng lượng nhiệt cần
thiết đưa vào để 1đơn vị khối lượng tăng 1độ C
-Nhiệt điện:Khi giữ mối nối giữa hai KL hoặc HK có tính chất khác nhau ở
nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tại các đầu mút kia, giữa chúng sẽ sinh ra hiệu
điện thế và độ lớn của hiệu điện thế này phụ thuộc vào khoảng chênh lệch
nhiệt độ giữa chúng →là nguyên lý của cập pin nhiệt điện và dùng để đo
nhiệt độ.
- Giãn nở nhiệt:Giãn nở thể tích biểu thị sự thay đổi của vật do nhiệt độ
tăng trong điều kiện áp suất không đổi.Hiện tượng này xảy ra do dao động
nhiệt của các nguyên tử tăng và biên độ dao động của chúng tính từ vị trí
nút mạng tang →thể tích của ôcơ bản cũng tăng.
-Ứng suất nhiệt:ứng suất sinh ra do sự thay đổi của nhiệt độ (sự co và
giãn của vật liệu bị hạn chế)
-Sốc nhiệt của vật liệu giòn: đối với đa số vật liệu gốm, tính khó uốn sẽ
làm tăng khả năng phá hủy giòn do ứng suất nhiệt
-Tính chất từ:Sắt, Niken, Coban và hợp kim của chúng
3
CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
3.2. Hóa tính (ăn mòn và bảo vệ kim loại)
4
3.2.1. Khái niệm
Ăn mòn là quá trình kim loại,hợp kim tự hủy hoại hay cơ tính bị suy giảm theo
thời gian khi tiếp xúc với môi trường.
3.2.2. Phân loại
- Theo cơ chế ăn mòn phân làm hai loại:Ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học
- Theo đặc tính nơi xảy ra ăn mòn:Ăn mòn điểm,ăn mòn tinh giới,ăn mòn - mài
mòn…
3.2.3. Ăn mòn hóa học:
Là ăn mòn dựa trên các phản ứng ôxy hóa – khử tạo nên hợp chất hóa học,
trong đó kim loại phản ứng trực tiếp với các chất oxy hóa trong môi trường (các
electron của KL được dịch chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường) và
không làm xuất hiện dòng điện,quá trình ăn mòn xảy ra chậm.
-Ăn mòn hóa học của thép:
Ăn mòn hóa học của thép Hàm lượng oxit sắt phụ thuộc vào nhiệt độ
CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Phân loại ăn mòn hóa học:
➢Oxy hóa sắt, thép
➢Ăn mòn trong môi trường hyđrô
Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, không tạo ra lớp bề mặt và gồm 2 dạng
•Giòn hyđrô: là sự phá hủy kim loại và hợp kim dưới sự đồng tác dụng của hyđrô
và ứng suất ngoài, thông thường phá hủy xảy ra ở mức ứng suất thấp hơn nhiều
so với ứng suất bền kéo trong điều kiện thử không có hyđrô.
•Ăn mòn hyđrô: hyđrô phản ứng với cácbon trong thép (trong thép cácbon tồn tại
dưới dạng tự do hoặc dưới dạng liên kết hóa học Fe3C – Xêmentit):
C + 4H = CH4 (hyđrô dạng nguyên tử)
Hoặc: Fe3C + 4H = CH4 + 3Fe
CH4 tụ tập tại một số vị trí tạo nên áp suất lớn dần dần gây nên vết nứt tế vi và dẫn
tới phá hủy.
➢Ăn mòn Vanadi: Tại các nhà máy lọc dầu, khi đốt dầu, dầu madút có chứa
vanadi tạo ra V2O5, ôxyt này là giảm nhiệt độ tan của các ôxyt khác xuống còn
khoảng 550oCdo đó tốc độ ăn mòn của thép bị tăng lên – hiện tượng này còn
được gọi là bệnh vanadi.
5