4/19/2022
1
MSE2228. VẬT LIỆU HỌC
GV: Trần Thị Xuân
B/m: Vật liệu học, xử lý nhiệt và bề mặt
xuan.tranthi@hust.edu.vn
Tài liệu giáo trình
Tiếng việt:
1. Vật liệu kỹ thuật (Nguyễn Khắc Xương) – 2017
2. Vật liệu học (Lê Công Dưỡng) – 2000
3. Vật liệu học (Nghiêm Hùng) – 2013, 2016
4. Bài giảng (slides+ trên lớp)
English Book:
1. Materials Science and Engineering: An introduction
(William D. Callister Jr)
THI GIỮA K
Thời gian: Tuần học 11
Nội dung; Tuần 1- Tuần 8
Hình thức thi: Bài tập và câu hỏi tự luận
(Không dùng tài liệu)
THI CUỐI KỲ
Thời gian: 60 phút; Không dùng tài liệu
Nội dung:
Phần 1. Trắc nghiệm (4-6) điểm
Dạng câu: Chọn 01 đáp án đúng (nhất) trong số 4
đáp án a,b,c,d.
Nội dung: Tất cả
Phần 2. Lý thuyết và bài tập (6-4) điểm
Cấu trúc tinh thể; Kết tinh, kết tinh lại; Cơ tính vật
liệu; Giản đồ pha; Nhiệt luyện thép; Thép cụ thể (mác
thép – thành phần hóa học; công dụng; yêu cầu cơ
tính; chế độ nhiệt luyện)
1 2
3 4
4/19/2022
2
Vai trò của vật liệu
Kỹ thuật vật liệu
Thiết kế, chế tạo vật liệu có cấu
trúc phù hợp với tính chất vật
liệu theo yêu cầu sử dụng
Khoa học vật liệu
Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc
và tính chất vật liệu Các biện
pháp công nghệ nhằm cải thiện tính
chất và sử dụng thích hợp
Gia công, chế tạo
Tổ chức, Cấu trúc
Tính chất
Yêu cầu sử dụng
GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU
PHÂN LOI VẬT LIỆU
Kim
loại
Polymer Ceramic
Composite
4
1
2
3
4 nhóm vật liệu chính:
+ VL kim loại:
+ Ceramic:
+ Polymer:
+ Composite:
1- VL bán dẫn
2- VL siêu dẫn
3- VL silicon
4- VL polymer dẫn điện
Đối tượng của vật liệu học cho ngành cơ khí
Mối quan hệ giữa tính chất, cấu trúc & gia công vật liệu
Thiết kế, lựa chọn, gia công vật liệu phù hợp yêu cầu sử dụng
Tính chất: - cơ học (cơ tính)
- vật lý (lý tính)
- hóa học (hoá tính)
- công nghệ và sử dụng
Cấu trúc: - cấu trúc tinh thể của vật liệu
- Tổ chức pha của vật liệu
5 6
7 8
4/19/2022
3
Cấu trúc môn học
Chương 1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại
Chương 2. Cơ tính vật liệu kim loại
Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha
Chương 4. Nhiệt luyện thép
Chương 5. Vật liệu kỹ thuật
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại:
Cấu tạo nguyên tử: các e chuyển động bao quanh hat nhân (p+n)
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
K L M N
Chương
1
:
Cấu
trúc
thể
của
vật
liệu
kim
loại
Liên kết kim loại: hình thành do sự tương tác giữa các e tự do chuyển
động trong mạng tinh thể và các ion dương
Tính kim loại :
+ Ánh kim
+ Dẫn điện, dẫn nhiệt
+ Tính dẻo cao
ion dương kim loại
biển các điện tử
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
Sự sắp xếp các nguyên tử trong vật chất
Chất khí: các nguyên tử,
phân tử chuyển động hỗn
loạn
Chất rắn tinh thể: các nguyên tử có vị trí
hoàn toàn xác định (có trật tự gần và trật
tự xa)
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
9 10
11 12
4/19/2022
4
Chất lỏng: có trật tự gần, không có trật tự xa
Chất rắn vô định hình: chỉ có trật tự
gần, giống như trong chất lỏng, chỉ
khác trật tự đó không bị phá vỡ, vì các
nguyên tử trong chất rắn không linh
động như trong chất lỏng (thủy tinh)
Sự sắp xếp các nguyên tử trong vật chất
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tử của vật liệu kim loại
Mạng tinh thể: Nối tâm các nguyên tử sắp xếp trật tự bằng
các đường thẳng tưởng tượng -> Mạng tinh thể
Tinh thể NaCl gồm ion Cl
-
Na
+
xếp sít nhau
Mạng tinh thể của NaCl
Mỗi vật rắn tinh thể có mạng tinh thể xác định và có ảnh hưởng
rất lớn tới tính chất, do đó việc nghiên cứu mạng tinh thể có ý
nghĩa rất lớn
1.2 Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại
1.2.1 Khái niệm về mạng tinh thể
Ô cơ sở:
là hình không gian thể tích nhỏ nhất nhỏ nhất đặc trưng cho tính đối
xứng của mạng tinh thể
Tịnh tiến ô cơ sở theo ba chiều không gian sẽ xây dựng được toàn bộ
mạng tinh thể
1.2 Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại
1.2.1 Khái niệm về mạng tinh thể
Ô cơ sở
b
a
c
3 véc tơ a, b và c lần lượt nằm trên các
trục Ox, Oy và Oz
3 véc tơ đơn vị
Độ lớn a, b và c
các hằng số
mạng
Các góc
,
là góc
tạo bởi các véc tơ đơn vị
7 hệ tinh thể ( 7 Crystal system)
Ba nghiêng (triclinic)
abc
Một nghiêng (monoclinic)
abc==900
Trực giao (orthorhombic)
abc===900
Ba phương (trigonal)
a=b=c ==900
Sáu phương (hexagonal)
a=b c==900, =1200
Chính phương (tetragonal)
a=b c===900
Lập phương (Cubic)
a=b=c ===900
1.2 Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại
1.2.1 Khái niệm về mạng tinh thể
13 14
15 16
4/19/2022
5
14 KIỂU MẠNG BRAVAIS
Lập phương nguyên thủy
(
PC-Primitive Cubic
)
Lập phương tâm khối
(BCC-Body Centered
Cubic)
Lập phương tâm mặt
(FCC-Face Centered
Cubic)
Chính phương
nguyên thủy
Chính phương tâm
khối
Trực giao nguyên
thủy Trực giao tâm khối Trực giao tâm mặt
Trực giao tâm đáy
Một nghiêng Một nghiêng tâm
đáy
Ba nghiêng Lục giác Ba phương
MỘT SỐ CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA VẬT LIỆU
CaTiO3 – Calcium Titanate
K
3
C
60
is an interesting material because of its
superconducting properties (Tc = 20 K) and metal
fullerides are the subject of much current research.
Sodium Chloride ( NaCl)
Structure observed as Cubes
b
a
c
CHỈ SỐ MILLER CỦA NÚT, PHƯƠNG, MẶT
Mục đích:
Đặt tên các nút,
phương mặt
nguyên tử;
Tính toán khoảng
cách, góc
Định nghĩa hệ tọa độ tinh thể Oxyz:
- Trục Ox// cạnh a; Oy// cạnh b; Oz// cạnh c
- 3 vecto đơn vị a, b, c;
A
B
C
D
E
Biểu thị toạ độ của các nguyên tử
Đơn vị đo: Chiều dài hằng số mng trên các trục đó
Ví dụ: A [1,1,0]; B [1,1,1]; C [0,1,1]; E [1/2,1/2,1/2]
Tọa đô âm có dấu (-) phía trên chỉ sô tương ứng
x, y, z: có thê không nguyên
17 18
19 20