›
›

Bài giảng Vật liệu kỹ thuật - Lê Văn Cương

Ch-ơng 1. Cấu tạo tinh thể
Tuỳ theo điều kiện tạo thành (nhiệt độ, áp suất …) và t-ơng tác giữa các
phần tử cấu thành (dạng lực liên kết …), vật chất tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng và
khí (hơi). Tính chất của vật rắn (vật liệu) phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết và
cách xắp xếp của các phần tử cấu tạo nên chúng. Trong ch-ơng này các khái
niệm cơ bản sẽ đ-ợc đề cập là: cấu tạo nguyên tử, các dạng liên kết và cấu trúc
tinh thể, không tinh thể của vật rắn.
1.1. Cấu tạo nguyên tử và các dạng liên kết trong vật rắn
Trong phần này khảo sát những khái niệm cơ bản về cấu tạo nguyên tử và
các dạng liên kết giữa chúng, những yếu tố này đóng vai trò quyết định với cấu
trúc và tính chất của vật rắn, vật liệu.
1.1.1. Cấu tạo nguyên tử
Nguyên tử theo quan điểm cũ bao gồm hạt nhân và các điện tử quay chung
quanh theo những quỹ đạo xác định. Tuy nhiên với mô hình đó không giải quyết
đ-ợc các khó khăn nảy sinh, đặc biệt là việc xác định chính xác quỹ đạo của
điện tử. áp dụng cơ học sóng để nghiên cứu cấu tạo nguyên tử chúng ta thấy
rằng theo hệ thức bất định Heisenberg:
?x . ?p = h
?x . ?v =
h m
(1.1)
Trong đó:
?x: độ bất định trong phép đo toạ độ vi hạt ?
p: độ bất định trong phép đo xung l-ợng vi hạt
?v: độ bất định trong phép đo vận tốc vi hạt
áp dụng nguyên lý cho điện tử trong nguyên tử chúng ta thấy nếu muốn xác
định vị trí của điện tử thì ?x = 10-4 àm (là cỡ kích th-ớc nguyên tử) khi đó ?v sẽ
là = 106 m/s tức là lớn hơn tốc độ chuyển động của điện tử trong nguyên tử theo
mô hình cổ điển. Vì vậy không thể có khái niệm quỹ đạo của điện tử mà chỉ có
thể nói đến xác suất tồn tại nó trong một thể tích nào đó.
Theo quan điểm của cơ học l-ợng tử sau khi giải ph-ơng trình sóng
Schrodinger với các mô hình nguyên tử cụ thể đã giải quyết đ-ợc vấn đề cấu tạo
lớp vỏ điện tử của nguyên tử. Với một nguyên tử cụ thể theo mô hình với số điện
tử z xác định có cấu tạo lớp vỏ điện tử đ-ợc thể hiện qua bốn số l-ợng tử là:
- Số l-ợng tử chính n = 1, 2, 3, ... xác định mức năng l-ợng của lớp vỏ điện
tử. Ví dụ: n = 1 là lớp K, n = 2 là lớp L, n = 3 là lớp M và n = 4 là lớp N.
- Số l-ợng tử ph-ơng vị l = 0, 1, 2, ... , n-1 xác định số phân lớp trong cùng
một mức năng l-ợng. Ví dụ: l = 0, 1, 2, 3 t-ơng ứng với các phân lớp s, p, d , f.
- Số l-ợng tử từ m = 0, ± 1, ± 2, ... ± l xác định khả năng định h-ớng của
mô men xung l-ợng quỹ đạo theo từ tr-ờng bên ngoài. 
pdf 257 trang thiennv 08/11/2022 4280
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật liệu kỹ thuật - Lê Văn Cương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_vat_lieu_ky_thuat_le_van_cuong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu kỹ thuật - Lê Văn Cương

  1. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T Hình 1.3. A U = − r 6 B F = − r 7 1.2. Cấu tạo tinh thể lý t−ởng của vật rắn 1.2.1. Vật tinh thể và vật vô định hình Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 11 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  2. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T 1.2.2. Cấu tạo tinh thể lý t−ởng của vật rắn 1.2.2.1. Khái niệm mạng tinh thể Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 12 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  3. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T β α γ Hình 1.4. rn = m a. + b.n + c.j a b c Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 13 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  4. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T a b c α β γ a b c α β γ Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 14 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  5. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 15 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  6. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T Bảng 1.2. Kiểu Đơn giản Đáy tâm Thể tâm Diện tâm Quan hệ Hệ thông số mạng ≠ ≠ α≠β≠γ≠ ≠ ≠ α β γ≠ ≠ ≠ α β γ α≠β≠γ≠ ≠ α β γ α β γ ≠ α β γ 1.2.2.2. Một số kiểu mạng tinh thể th−ờng gặp của kim loại a 2 Hình 1.5. Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 16 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  7. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T 1 .8 +1= 2 8 a 3 4 ý ΣS n S. M = nt .100 %= S 1nt .100 % S Smat Smat 1 .4 +1=2 4 2    a 3  π π   4  2 2 n S S. 1nt M S = .100 % = 83 4, % Smat Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 17 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  8. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T ý ΣV n V. M = nt .100 %= V 1nt .100 % v Vocoban Vocoban 3 4 4  a 3  3 V = π r. 3 = π.  = π a. 3 1nt   3 3  4  16 3 .2 π a. 3 n V V. 1nt 16 M v = .100 % = 3 .100 %=68 % Vocoban a ý α Hình 1.6. Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 18 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  9. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T α β γ 1 1 .8 + .6 =4 8 2 a 2 4 ΣS n S. M = nt .100 %= S 1nt .100 % S Smat Smat 1 .4 +1=2 4 2    a 2  π π   4  2  a 2  π 2    4  nS S. 1nt   MS = .100 %= 2 .100 % = 78 5, % Smat a ΣV n V. M = nt .100 %= V 1nt .100 % v Vocoban Vocoban Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 19 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  10. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T 3 4 4  a 2  2 V = π r. 3 = π.  = π a. 3 1nt   3 3  4  24 2 .4 π a. 3 n V V. 1nt 24 M v = .100 % = 3 .100 %=74 % Vocoban a γ Hình 1.7. c = ,1 663 a α β γ 1 1 12 . + .2 +3 =6 6 2 Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 20 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  11. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T a 2 ΣSnt nS S. 1nt MS = .100 %= .100 % Smat Smat 1 .6 +1=3 3 2 2  a  π a. π π  =  2  4 2 3 a.3 2 n S. M = S 1nt .100 % = 91 % S S mat ΣVnt n V V. 1nt M v = .100 %= .100 % Vocoban Vocoban 3 4 4  a  1 V = π r. 3 = π.  = π a. 3 1nt 3 3  2  6 2 3 3 a.3 3 ,1.3 663 a. 2 2 n V V. 1nt M v = .100 % =73 % Vocoban Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 21 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  12. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T Hình 1.8.  1 1 1   3 1 3   3 3 1   1 3 3   , ,   , ,   , ,   , ,   4 4 4   4 4 4   4 4 4   4 4 4  a 3 4 Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 22 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  13. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T 3 1 x = x = 4 4 1 3 x = x = 4 4 Hình 1.9. Hình 1.10. c =3,41A0 2 Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 23 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
  14. KHOA C KHÍ - ểNG TÀU B MễN CễNG NGH V T LI U TP BÀI GI NG V T LI U K THU T 1.2.2.3. Ký hiệu mặt và ph−ơng tinh thể Ch biờn: Lờ V ăn C ươ ng Page: 24 Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 A4 (210 x 297) mm E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn