Giáo trình Vật liệu học

CHƯƠNG 1 : CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học của Menđêlêep , hiện tại có hơn
100 nguyên tố thì các nguyên tố kim loại chiếm hơn 3/4 . Trong chương này chúng ta sẽ
nghiên cứu cấu trúc của mạng tinh thể , sự sắp xếp của các nguyên tử và mật độ của
chúng cũng như khoảng cách giữa các mặt tinh thể .
1.1.CẤU TẠO MẠNG TINH THỂ LÝ TƯỞNG CỦA KIM LOẠI NGUYÊN
CHẤT :
1.1.1. Khái niệm và đặc điểm của kim loại :
1- Định nghĩa : Kim loại là vật thể sáng , dẻo , có thể rèn được , có tính dẫn điện
và dẫn nhiệt cao .
Bất cứ kim loại nào bề mặt chưa bị ô xy hoá đều có vẻ lấp lánh sáng ta thường gọi
là ánh kim .Hầu hết các kim loại đều dẻo , có thể kéo sợi , dát mỏng dễ dàng , dẫn điện
và dẫn nhiệt tốt . Tuy vậy không phải tất cả các kim loại đều thoả mãn những tính chất
trên . Ví dụ : stibi (Sb) rất dòn không thể rèn được , pradeodim (Pr) dẫn điện rất kém .
Tiêu chuẩn để phân biệt kim loại và phi kim là hệ số nhiệt độ của điện trở . Kim
loại có hệ số nhiệt độ của điện trở dương (khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng) còn với phi
kim loại thì hệ số này âm (khi nhiệt độ tăng điện trở giảm).
t0C
Độ dẫn điện
t0C
Độ dẫn điện

Hình 1.1- Hệ số nhiệt độ của điện trở.
a) Kim loại

b) Phi kim loại

Ta có thể giải thích các đặc điểm của kim loại dựa vào lý thuyết cổ điển về cấu tạo
nguyên tử . Kim loại có ánh kim là do khi có ánh sáng chiếu vào thì điện tử sẽ hấp thụ
năng lượng . Do đó nó có năng lượng cao hơn, bị kích thích và nhảy lên phân mức năng
lượng trên . Tại mức năng lượng này là không ổn định do đó điện tử chỉ tồn tại một thời
gian rất ngắn và sau đó trở về mức năng lượng cũ . Khi đó chúng thải bớt phần năng
lượng dưới dạng bức xạ và làm cho kim loại có vẻ lấp lánh sáng . Tính dẫn điện và dẫn
nhiệt cũng có thể giải thích tương tự . Còn tính dẻo có thể giải thích dựa vào liên kết kim
loại .
2. Phân loại kim loại