08/2010
Vật liệu kim loại
Giảng viên: Hoàng Văn Vương
Mở đầu
0.1 Khái niệm khoa học vật liệu
0.2 Vật liệu là gì
0.3 Phân loại vật liệu
0.4 Lịch sửphát triển vật liệu
08/2010
0.1 Khái niệm khoa học vật liệu
•Khoa học vật liệulà một khoa học liên ngành
nghiên cứu vềmối quan hệgiữa thành phần,
cấu trúc, các công nghệchếtạo, xửlý và tính
chất của các vật liệu:
- Liên ngành nghiên cứu:
+ Vật lý, Hóa học, Toán học
- Nghiên cứu về:
+ Cấu trúc; tính chất điện, từ, nhiệt, quang, cơ
→Tạo ra vật liệu phù hợp với điều kiện làm việc
0.2 Vật liệu là gì
•Vật liệu là các vật rắn có thểsửdụng để
chếtạo các dụng cụ, máy móc, thiết bị,
xây dựng các công trình…
08/2010
0.3 Phân loại vật liệu
•Cóbốn nhóm vật liệu chính:
-Vật liệu kim loại
-Vật liệu ceramic
-Vật liệu Polyme
-Vật liệu Composit
• 1. VL bán dẫn
• 2. VL siêu dẫn
• 3. Silicon
• 4. VL polyme dẫn điện
0.3 Phân loại vật liệu
•Vật liệu kim loại
- VD: + Thép: C20; C45; 40Cr;18CrMnTi; SKD61, SKD11
+ Đồng thau (Latông): LCuZn30
+ Dura: AlCu4Mg1,2
- Các tính chất điển hình của vật liệu kim loại:
+ Dẫn nhiệt, dẫn điện cao,
+ Có ánh kim, phản xạánh sáng, không cho ánh sáng thường đi qua
+ Dẻo, dễbiến dạng dẻo (cán, kéo, rèn, ép),
+ Có độ bền cơ học, nhưng kém bền hóa học.
•Ceramic (vật liệu vô cơ)
-Vật liệu này có nguồn gốc vô cơ, là hợp chất giữa kim loại, silic với á kim (ôxit, nitrit,
cacbit), bao gồm khoáng vật đất sét, ximăng, thủy tinh.
- Các tính chất điển hình của vật liệu vô cơ - ceramic:
+ Rẻvà khá rẻ;
+Khánặng;
+ Dẫn nhiệt và dẫn điện rất kém (cách nhiệt và cách điện);
+ Cứng, giòn, bền ởnhiệt độ cao, bền hóa học hơn vật liệu kim loại và vật liệu hữu cơ.
08/2010
0.3 Phân loại vật liệu
•Polyme (vật liệu hữu cơ)
-Vật liệu này phần lớn có nguồn gốc hữu cơ mà thành phần hóa học chủyếu là
cacbon, hyđrô và các á kim, có cấu trúc đại phân tử. Liên kết giữa các cao phân tửlà
liên kết yếu.
-Vídụ: - PE
- PVC
- Các tính chất điển hình của vật liệu hữu cơ - polyme:
+Rẻvà khá rẻ,
+ Dẫn nhiệt, dẫn điện kém,
+ Khối lượng riêng nhỏ,
+ Dễuốn dẻo, đặc biệt ởnhiệt độ cao,
+ Bền vững hóa học ởnhiệt độ thường và trong khí quyển; nóng chảy, phân hủy ở
nhiệt độ tương đối thấp.
•Vật liệu compozit.
-Làsựkết hợp của hai hay cảba loại vật liệu kểtrên, mang hầu như các đặc tính tốt
của các vật liệu thành phần.
-Vídụbêtông cốt thép (vô cơ - kim loại) vừa chịu kéo tốt (như thép) lại chịu nén cao
(như bêtông). Hiện dùng phổbiến các compozit hệkép: kim loại - polyme, kim loại -
ceramic, polyme - ceramic với những tính chất mới lạ, rất hấp dẫn.
0.4 Lịch sửphát triển vật liệu
•Thời kỳ đồ đá: 2triệu năm trước
•Thời kỳ đồ đồng: 3300-1200 TCN
•Thời kỳ đồ sắt: Từ1200 TCN
08/2010
Chương 1. Cấu trúc tinh thểvà sựhình thành
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tửtrong vật rắn
1.2 Khái niệm vềmạng tinh thể
1.3 Cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn
1.4 Sựkết tinh và hình thành tổchức kim loại
Chương 1. Cấu trúc tinh thểvà sựhình thành
1.1 Cấu tạo và liên kết nguyên tửtrong
vật rắn
Cấu tạo nguyên tử:gồm các electron
chuyển động xung quanh hạt nhân (p,
n):
-Số lượng tửchính: n = 1, 2, 3, 4,.. K, L,
M, N…
-Số lượng tửquỹ đạo l = 0, 1, 2, ..(n-1)
-Số lượng tửtừml= 0, ±1, ±2, ±3…±l
-Số lượng tửspin ms= ±1/2
Ví dụ: Cu có Z = 29: 1s22s22p63s23p63d104s1