Cấu trúc vật liệu

Chia sẻ: Dương Văn Quang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

458
lượt xem 51
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Câu 1. Phân biệt về: vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình; kim lọai thủy tinh. Trả lời: · Chất rắn tinh thể: mỗi tinh thể có vị trí hoàn toàn xác định không những với các nguyên tử bên cạnh (trật tự gần) mà còn với các nguyên tử khác bất kì xa hơn (trật tự xa).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cấu trúc vật liệu

Nội dung ôn tập môn cấu trúc vật liệu Chương 1. Cấu trúc vật liệu Câu 1. Phân biệt về: vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình; kim lọai thủy tinh. Trả lời: • Chất rắn tinh thể: mỗi tinh thể có vị trí hoàn toàn xác định không những với các nguyên tử bên cạnh (trật tự gần) mà còn với các nguyên tử khác bất kì xa hơn (trật tự xa). • Chất rắn vô định hình: là chất rắn hay vật rắn nhưng có cấu trúc của chất lỏng. Nghĩa là các phân tử sắp xếp giống hệt như ở trạng thái lỏng ( chỉ có trật tự gần không có trật tự xa). • Vật liệu kim loại vô định hình gọi là kim loại thủy tinh. Câu 2. Ba dạng liên kết chủ yếu trong vật rắn: LK cộng hóa trị, LK ion, LK Kim lọai. • LK cộng hóa trị: là lien kết thong qua các điện tử góp chung để lấp đầy lớp điện tử s2p6. N=8-m (trừ H) Trong đó: m: là tổng số điện tử sp ngoài cùng. n: số liên kết cộng hóa trị. Đặc diểm: - Đây là liên kết mạnh nhưng định hướng. Xác xuất tìm thấy liên kết là lớn nhất trên đường nối tâm hai nguyên tử liên kết. - Độ mạnh của liên kết phụ thuộc vào liên kết lớp điện tử ngoài cùng cùng với hạt nhân (Z giảm thì Độ mạnh tăng). • LK ion: là lực hút tĩnh điện giữa ion dương và ion âm. Đặc điểm: - Không có hướng. - Đây là liên kết mạnh, độ lớn phụ thuộc vào năng l ượng các nguyên tố. Z ↓ độ mạnh ↑. - LK phụ thuộc vào tính âm điện XA. Câu 2. Khái niệm về ô cơ sở; các thông số mạng tinh thể; 7 hệ tinh thể. - Hệ tọa độ tinh thể; Chỉ số phương tinh thể, mặt nguyên tử; - Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim lọai; Các cấu trúc thường gặp A1, A2 và A3; - Vật liệu vô cơ: khái niệm; đặc điểm; phân lọai; câu trúc của VL vô cơ; - Vật liệu polymer: khái niệm, đặc điểm VL polyme; phân lọai VL polyme theo cách chế tạo, cấu trúc của vật liệu polyme. - Sai lệch mang tinh thể: sai lệch điểm; đường ( lệch ); mặt.
- Phân tích cấu trúc bằng pươngpháp nhiễu xạ Rơnghen ( phương trình nhiễu xạ Vulf-Bragg; Biểu thức cường độ và thừa số cấu trúc của một số mạng tinh thể ) Chương 2. Hợp kim và giản đồ pha - Khái niệm về các lọai pha: dung dịch rắn và pha trung gian; tính chất của các lọai pha đó; - Giản đồ pha hai cấu tử tạo thanh dung dịch rắn hòa tan vô hạn - Giản đồ pha hai cấu tử tạo thanh dung dịch rắn hòa tan có hạn - Giản đồ pha hai cấu tử không hòa tan vào nhau - Các lọai giản đồ pha khác - Giản đồ pha Fe-Fe3C: Vẽ giản đồ; nêu các tổ chức 1 pha ( Ferit, austenit, xementit ); tổ chức hai pha ( peclit ) - Phân lọai thép, gang theo giản đồ Fe-Fe3C; - Nêu các chuyển biến xảy ra khi nung nóng và làm nguội một thép có hàm lượng cacbon bất kỳ; - Xác định thành phần pha của thép có hàm lượng cacbon bất kỳ tại nhiệt độ bất kỳ. Chương 3. Biến dạng và cơ tính của vật liệu - Mô tả đường cong ứng suất biến dạng và các giai đọan biến dạng của vật liệu; - Mô tả biến dạng đàn hồi và các chỉ tiêu cơ tinh liên quan; - Biến dạng dẻo: bản chất biến dạng dẻo; quá trình trượt xảy ra trong các đơn tinh thể có mạng A1, A2, A3; ảnh hưởng của hướng tác dụng lực đến khả năng biến dạng dẻo; lý thuyết lệch về đô bền; ảnh hưởng của độ hạt đến cơ tính, giải thích; - Các chỉ tiêu cơ tính cơ bản ( nêu khái niệm, cách xác định, các yếu tố ảnh hưởng ): độ bền tĩnh; độ dẻo; độ cứng;
Bài tập chương 1. 1.1. Al có mạng tinh thể A1 ( FCC). Bán kính nguyên tử của Al là 0,143 nm. Tính hằng số mạng tinh thể a của Al; 1.2.CMR đối với mạng tinh thể A2 (BCC) quan hệ giữa hằng số mạng tinh thể a và bán kính nguyên tử R là a=4R/ 3 ; 1.3. CMR đối với mạng thể A3 (HCP) lý tưởng, tỷ lệ c/a=1,633; 1.4. Tính bán kính nguyên tử của Ir biết rằng Ir có mạng tinh thể A1 (FCC), khối lượng riêng ρ= 22,4 g/cm3; Nguyên tử lượng A=192,2 g/mol; 1.5. Tính bán kính nguyên tử của V biết rằng V có mạng tinh thể A2 (BCC), khối lượng riêng ρ= 5,96 g/cm3; Nguyên tử lượng A=50,9 g/mol; 1.6. Thiếc Sn có mạng tinh thểhệ bốn phương với hằng số mạng a=0,583 nm; b=0,318 nm; khối lượng riêng ρ= 7,3 g/cm3; Nguyên tử lượng A=118,7 g/mol; bán kính nguyên tử R=0,151 nm. Tính mật độ xếp thể tích của Sn. 1.7. Hãy xác định chỉ số Miller cho các mặt phẳng trong hình vẽ bên. 1.8 Hã xác định chỉ số Miller cho các phương trong hình vẽ bên. 1.9. Hãy vẽ ô cơ sở A2 (BCC). Trên ô cơ sở đó hãy: - Vẽ các phương có chỉ số Miller [120]; [122]; [102]; - Vẽ các mặt có chỉ số Miller: (210); (213); (130) - Chỉ số phương của giao hai mặt phẳng: + Mặt (110) và (111); + Mặt (110) và (100); + Mặt (111) và (100); + Hai mặt trong hình vẽ bên 1.10. Hãy xác định mật độ xếp nguyên tử của các mặt (100); (110); (111) của mạng A1 1.11. Hãy xác định mật độ xếp nguyên tử của các mặt (100); (110); (111) của mạng A2 1.12. Hãy xác định mật độ xếp nguyên tử của các mặt (0001) của mạng A3 1.13. Hãy CM phương trình nhiễu xạ Vulf-Gragg. 1.14. Cho mạng A1 có 4 nguyên tử gốc; hãy xác định biểu thức thừa số cấu trúc của mạng A1. Qua đó cho biết quy luật cho pích nhiễu xạ đối với các mặt (hkl) của A1; 1.15. Cho mạng A2 có 2 nguyên tử gốc; hãy xác định biểu thức thừa số cấu trúc của mạng A2. Qua đó cho biết quy luật cho pích nhiễu xạ đối với các mặt (hkl) của A2;
Bài tập chương 2. 2.1. Hãy cho biết các yếu tố nào ảnh hưởng đến tổ chức pha của hợp kim 2.2. Hãy xác định tổ chức pha ( gồm những pha nào, thành phần hợp kim của từng pha, tỷ phần % mỗi pha ) của mỗi hợp kim sau: a) 90%Zn-10%Cu tại 400 0C; b) 75%Sn-25%Pb tại 175 0C; c) 55%Ag-45%Cu tại 900 0C; d) 2,12 kg Zn và 1,88kkg Cu tại 500 0C; e) 4,5 mol Sn và 0,45 mol Pb tại 200 0C; 2.3. Nung nóng một khối hợp kim AgCu10 ( 10%Cu); CuAg10 (10%Ag) tới nhiệt độ cao để làm chảy lỏng hoàn toàn hợp kim đó, sau đó cho làm nguội chậm. Hãy xác định: a) Nhiệt độ bắt đầu chảy lỏng, thành phần hợp kim của pha lỏng đó và chảy lỏng hoàn toàn của mỗi hợp kim khi nung nóng; b) Nhiệt độ bắt đầu đóng rắn, thành phần hợp kim của pha rắn đó và đóng rắn hoàn toàn của mỗi hợp kim khi làm nguội; c) Nêu quá trình xảy ra khi làm nguội và xác định tổ chức pha tại nhiệt độ phòng; d) Vẽ ảnh tổ chức của các hợp kim tại nhiệt độ phòng. 2.4. Cho hợp kim PbSn10 ( 10%Sn) nặng 1,5kg. Nung nóng khối hợp kim đó đến 250 0C để có tổ chức 1 pha dung dịch rắn alpha ( α) hòan tòan. Nung nóng tiếp khối hợp kim đó đến nhiệt độ T để nung chảy 50% khối lượng hợp kim đó, còn lại là pha alpha. a) Xác định nhiệt độ T; b) Cần phải co thêm vào hợp trên bao nhiêu Sn để có trạng thái như hợp kim trên ( 50%L + 50% alpha) ở 250 0C. 2.5. Cho hợp kim SnPb30 ( 30%Pb). Nung nóng rất chậm hợp kim trên. Hãy cho biết a) Nung tới nhiệt độ nào thì hợp kim bắt đầu chảy lỏng; b) Thành phần hợp kim của những giọt hợp kim lỏng đầu tiên ở câu a c) Ở nhiệt độ nào thì hợp kim bị chảy lỏng hòan tòan d) Xác định thành phần hợp kim pha rắn cuối cùng trước khi bị chảy lỏng hòan tòan. 2.6. Cacbon tạo dung dịch rắn xen kẽ trong cả Feα - có mạng tinh thể A2(BCC) và Feγ - có mạng tinh thể A1 (FCC). Hãy giải thích tại sao đọ hòa tan lớn nhất của C trong Feα lại rất nhỏ (0,02%) so với trong Feγ (2,14%) 2.7. a) Hãy phân biệt thép trước cùng tích ( Hyporeutectoid) và thép sau cùng tích (Hypereutectoid) theo %C;tổ chức ở nhiệt độ phòng;
b) Trong thép trước cùng tích hãy so sánh pha ferit có trong tổ chức Peclit và pha ferit αI được tạo ra ostenit. c) Giải thích ngắn gọn tại sao pha ferit αI được tạo ra trên biên giới hạt của ostenit 2.8. Trong thép C ở nhiệt độ phòng chỉ gồm có hai pha ferit và xementit. a) Nếu tổng hàm lượng pha ferit chiếm 94% thì %C có trong thép là bao nhiêu? b) xác định tỷ phần % của pha ferit αI có trong thép trên 2.9. Cho một khối thép C nặng 1,5kg. Khi nung nóng khối thép trên đến nhiệt độ T để có tổ chức ostenit hòan tòan thì xác định được %C có trong pha ostenit là 1,15%, làm nguội khối thép đó xuống đến nhiệt độ phòng. a) Trong quá trình làm nguội thì pha nào được tiết ra đầu tiên từ ostenit? Tiết ra ở nhiệt độ T nào? b) Tính thành phần pha ở nhiệt độ T-50 0C; c) Tổ chức của thép trên ở nhiệt độ phòng như thế nào? Xác định thành phần pha và vẽ ảnh tổ chức của thép đó. 2.10. Cho khối thép C chưa biết thành phần %C. Hãy xác định %C của thép đó, nếu a) Tổ chức của thép có 85% Peclit và độ cứng của thép đó ở trạng thái ủ mềm hơn so với Peclit; b) Tổ chức của thép có 94% Peclit và độ cứng của thép đó ở trạng thái ủ cứng hơn so với Peclit; 2.11. Cho gang có hàm lượng C là 3%. Nung nóng khối gang đó tới khi chảy lỏng hòan tòan, sau đó cho làm nguội chậm. a) Xác định tổ chức của gang ở nhiệt độ T=1250 0C ; 1100 0C ; 900 0C ; 500 0C và 200C b) Ở nhiệt độ nào gang trên bắt đầu chảy lỏng và khi nào chảy lỏng hòan tòan c) Ở nhiệt độ nào gang trên bắt đầu đóng rắn và khi nào đóng rắn hòan tòan d) Vẽ ảnh tổ chức của gang ở 20 0C và tính thành phần pha trong tổ chức đó 2.11. Cho gang có hàm lượng C là 5%. Nung nóng khối gang đó tới khi chảy lỏng hòan tòan, sau đó cho làm nguội chậm. a) Xác định tổ chức của gang ở nhiệt độ T=1250 0C ; 1100 0C ; 900 0C ; 500 0C và 200C b) Ở nhiệt độ nào gang trên bắt đầu chảy lỏng và khi nào chảy lỏng hòan tòan c) Ở nhiệt độ nào gang trên bắt đầu đóng rắn và khi nào đóng rắn hòan tòan d) Vẽ ảnh tổ chức của gang ở 20 0C và tính thành phần pha trong tổ chức đó