MÅÍ ÂÁƯU
Trong lëch sỉí phạt triãøn ca x häüi loi ngỉåìi chụng ta â sỉí dủng ráút nhiãưu loải
váût liãûu khạc nhau, våïi tênh nàng sỉí dủng ca chụng cng ngy cng cao hån. Âáưu tiãn
l thåìi k âäư âạ, sau âọ tiãún âãún thåìi âải âäư âäưng, âäư sàõt.v .v. Cho âãún ngy nay l mäüt
loảt cạc loải váût liãûu måïi nhỉ : composit, ceramit, pälyme. v.v. Cạc loải váût liãûu ny
(âàûc biãût l kim loải & håüp kim, cng våïi cạc loải váût liãûu måïi) â gọp pháưn thục âáøy sỉû
phạt triãøn ca x häü loi ngỉåìi mäüt cạch nhanh chọng.
Ngy nay trong cạc lénh vỉûc cäng nghiãûp, qúc phng, âåìi säúng âi hi váût liãûu sỉí
dủng cáưn phi cọ ráút nhiãưu tênh cháút khạc nhau. Vê dủ : khi thç cáưn cọ tênh dáùn âiãûn ráøt
cao âãø dng trong ngnh âiãûn lỉûc, lục lải u cáưu cọ âäü cỉïng låïn âãø lm cạc loải dủng
củ càõt gt kim loải, khi lải cáưn cọ âäü bãưn låïn âãø lm cạc cáúu kiãûn xáy dỉûng, hồûc phi cọ
tênh do cao âãø cạn, dáûp, kẹo ngüi, hay cáưn âäü bãưn cao nhỉng khäúi lỉåüng riãng nh âãø
dng trong cäng nghiãûp hng khäng Táút c cạc u cáưu ny âãưu cọ thãø âỉåüc âạp ỉïng
båíi váût liãûu kim loải cng nhỉ cạc loải váût liãûu måïi.
Män váût liãûu hc s trang bë cho sinh viãn nhỉỵng kiãún thỉïc cå bn ca cạc loải váût
liãûu chênh : tinh thãø, cạc håüp kim, bạn dáùn v ion, cäüng họa trë cng nhỉ kiãún thỉïc vãư
xỉí l nhiãût ca chụng. Mủc âêch ca män hc ny giụp cho sinh viãn hiãøu r cạc loải
váût liãûu khạc nhau dỉûa trãn mäúi quan hãû giỉỵa cáúu trục (liãn kãút họa hc, kiãøu mảng tinh
thãø) v cå l tênh, thỉûc hnh âỉåüc cạc thê nghiãûm cå bn âãø xạc âënh cå tênh ca váût liãûu
v biãút lỉûa chn váût liãûu ph håüp nháút âạp ỉïng nhu cáưu sỉí dủng sau ny. Khi nghiãn cỉïu
mäüt váût liãûu báút k chụng ta âãưu dỉûa vo bäún cỉûc cå bn sau âáy : Kãút cáúu ca cáúu trục,
cạc tênh cháút, sỉû täøng håüp cạc phỉång phạp gia cäng v hiãûu qu sỉí dủng ca nọ. Mäüt
sn pháøm cọ thãø gäưm hng chủc loải váût liãûu khạc nhau tảo nãn. Vê dủ ä tä RENAULT
CLIO 1,2 RN ca Phạp gäưm mỉåìi mäüt loải váût liãûu sau âáy tảo nãn :
1- Thẹp táúm 40,9% 2-Thẹp hçnh 10,9%
3-Gang 11,3% 4-Håüp kim nhäm 4,2%
5-Cạc kim loải mu khạc 3,9%
6-Cháút do 10,2% 7-Cháút do ân häưi 3,4%
8-Váût liãûu hỉỵu cå khạc 3,4%
9-Thy tinh 4,2% 10-Sån 1,7%
11-Cháút lng 5,9%

kim loải thç hãû säú ny ám (khi nhiãût âäü tàng âiãûn tråí gim).
Ta cọ thãø gii thêch cạc âàûc âiãøm ca kim loải dỉûa vo l thuút cäø âiãøn vãư cáúu tảo
ngun tỉí . Kim loải cọ ạnh kim l do khi cọ ạnh sạng chiãúu vo thç âiãûn tỉí s háúp thủ
nàng lỉåüng . Do âọ nọ cọ nàng lỉåüng cao hån, bë kêch thêch v nhy lãn phán mỉïc nàng
lỉåüng trãn . Tải mỉïc nàng lỉåüng ny l khäng äøn âënh do âọ âiãûn tỉí chè täưn tải mäüt thåìi
gian ráút ngàõn v sau âọ tråí vãư mỉïc nàng lỉåüng c . Khi âọ chụng thi båït pháưn nàng
lỉåüng dỉåïi dảng bỉïc xả v lm cho kim loải cọ v láúp lạnh sạng . Tênh dáùn âiãûn v dáùn
nhiãût cng cọ thãø gii thêch tỉång tỉû . Cn tênh do cọ thãø gii thêch dỉûa vo liãn kãút kim
loải .
2. Phán loải kim loải :
Trong thỉûc tãú täưn tải nhiãưu phỉång phạp phán loải kim loải, âáy l mäüt trong nhỉỵng
nhỉỵng phỉång phạp thỉåìng sỉí dủng nháút .
a- Theo khäúi lỉåüüng riãng: kim loải âỉåüc chia lm hai nhọm : kim loải nhẻ v kim loải
nàûng

2
t
0
C
Âäü dáùn âiãûn
t
0
C
Âäü dáùn âiãûn
Hçnh 1.1- Hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí.
a) Kim loải
b) Phi kim loải
Kim loải nàûng l cạc kim loải cọ khäúi lỉåüng riãng låïn hån 5 g/cm
3
. Vê dủ nhỉ sàõt

tỉí tỉû do . Cạc âiãûn tỉí ny khäng bë chi
phäúi båíi mäüt ngun tỉí no c . Giỉỵa cạc
ion dỉång våïi nhau v cạc âiãûn tỉí våïi
nhau s täưn tải lỉûc âáøy , giỉỵa ion v âiãûn
tỉí sinh ra lỉc hụt . Sỉû cán bàòng giỉỵa cạc
lỉûc ny l cå såí ca liãn kãút kim loải . Âáy
l dảng liãn kãút quan trng ca kim loải,
nhåì mäúi liãn kãút ny m kim loải cọ tênh
do ráút cao .
1.1.3. Cạc tênh cháút ca kim loải :
Trong pháưn ny ta chè nghiãn cỉïu cạc tênh cháút âỉåüc sỉí dủng trong cå khê l
ch úu . Ngoi ra cn xem xẹt thãm mäüt vi tênh cháút khạc.
1-Cå tênh : Nhiãưu kim loải cọ cå tênh täøng håüp täút tha mn cạc u cáưu chãú tảo
trong cå khê . Nhỉng trong thỉûc tãú háưu nhỉ khäng sỉí dủng kim loải ngun cháút m ch
úu l dng håüp kim . Cå tênh ca kim loải v håüp kim âỉåüc âạnh giạ bàòng nhỉỵng chè
tiãu sau âáy :
*Âäü bãưn ténh : xạc âënh bàòng giåïi hản bãưn σ
b
,giåïi hản chy σ
c
v giåïi hản ân häưi
σ
âh
. Âån vë âo theo hãû SI l N/m
2
, nhỉng âån vë ny quạ nh nãn thỉåìng dng MN/m
2
hay MPa (trong thỉûc tãú hay dng KG/mm
2
)

1- Cạc khại niãûm cå bn
a-Màût tinh thãø : trong kim loải cạc ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû , tỉïc l chụng âãưu
nàòm trãn nhỉỵng màût phàóng song song v cạch âãưu nhau gi l màût tinh thãø .Táûp håüp vä
säú cạc màût nhỉ váûy tảo nãn mảng tinh thãø .
b-Khäúi cå såí (cn gi l ä cå bn) : l pháưn nh nháút âàûc trỉng cho mäüt loải mảng
tinh thãø .Cọ thãø xem nhỉ mảng tinh thãø l do vä säú cạc khäúi cå såí xãúp liãn tiãúp nhau tảo
nãn.
c-Thäng säú mảng (cn gi l hàòng säú mảng) : l khong cạch giỉỵa hai ngun tỉí
trãn mäüt cảnh ca khäúi cå såí .Thäng säú mảng l kêch thỉåïc cå bn ca mảng tinh thãø, tỉì
âọ cọ thãø suy ra cạc khong cạch báút k trong mảng .Âån vë âo thäng säú mảng l kx
(nano mẹt) hay àng sträng , våïi 1kx = 1,00202A
o
= 1,00202.10
-8
cm. Theo thäng säú
mảng ta cọ thãø tênh âỉåüc âỉåìng kênh ngun tỉí kim loải . Thäng säú mảng thỉåìng k
hiãûu l a .
2- Cạc loải mảng tinh thãø thỉåìng gàûp ca kim loải :
Trong cạc kim loải thäng dủng thỉåìng gàûp ba kiãøu mảng tinh thãø sau âáy :
a-Láûp phỉång tám khäúi (thãø tám A2) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v åí trung
tám ca khäúi láûp phỉång . Nãúu coi cạc ngun tỉí l hçnh cáưu v biãøu diãùn gáưn nhỉ tháût
thç cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh chẹo nhau ca khäúi láûp phỉång tiãúp xục våïi nhau qua
ngun tỉí åí trung tám . Cạc ngun tỉí cn lải khäng tiãúp xục våïi nhau . Kiãøu mảng ny
cọ trong cạc kim loải Fe
α
, Cr, Mo,V. Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l :
d =
2
3a
v r =


1,633 .Trong thổỷc tóỳ tố sọỳ c/a khọng õuùng laỡ
1,633 maỡ dao õọỹng trong trong khoaớng 1,57
ữ
1,64 vaỡ cuợng õổồỹc coi laỡ xóỳp chỷt . Caùc
kim loaỷi coù kióứu maỷng naỡy laỡ : Zn, Cd, Co

, Mg, Ti, Ru
d-Chờnh phổồng tỏm khọỳi (thóứ tỏm) : Trong tọứ chổùc cuớa theùp sau khi tọi
(mactenxit) coỡn coù kióứu maỷng chờnh phổồng tỏm khọỳi . Coù thóứ coi kióứu maỷng naỡy laỡ lỏỷp
phổồng tỏm khọỳi õổồỹc keùo daỡi theo mọỹt chióửu . Noù coù hai thọng sọỳ maỷng laỡ a vaỡ c , tố sọỳ
c/a goỹi laỡ õọỹ chờnh phổồng .
Trong thổỷc tóỳ sổỷ sừp xóỳp cuớa caùc nguyón tổớ trong kim loaỷi theo xu hổồùng daỡy õỷc
nhỏỳt . Do õoù khọng coù kim loaỷi naỡo coù kióứu maỷng õồn giaớn chờnh phổồng tỏm khọỳi caớ .

6
b
Hỗnh 1.3- Mọ hỗnh vaỡ caùch sừp xóỳp nguyón tổớ trong khọỳi cồ sồớ.
a) Lỏỷp phổồng tỏm mỷt
b) Lỏỷp phổồng tỏm khọỳi
c) Saùu phổồng xóỳp chỷt
1.1.5.Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ vaỡ lọự họứng cuớa maỷng tinh thóứ :
1.Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ
Do ta coi caùc nguyón tổớ kim loaỷi laỡ hỗnh cỏửu nón duỡ chuùng sừp xóỳp sờt chỷt bao
nhióu õi nổợa giổợa chuùng vồùi nhau cuợng coỡn coù caùc khoaớng trọỳng nhỏỳt õởnh . Vỗ vỏỷy phaới
õổa ra vỏỳn õóử mỏỷt õọỹ cuớa nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ .
Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ laỡ phỏửn thóứ tờch (dióỷn tờch) coù nguyón tổớ
chióỳm chọự tờnh ra phỏửn trm .
Mỏỷt õọỹ khọỳi Mv =
%100.

a)
Hỗnh 1.4- Hóỷ toaỷ õọỹ vaỡ caùch xaùc õởnh mỷt vaỡ phổồng tinh thóứ
a) Hóỷ toaỷ õọỹ trong khọỳi cồ sồớ.
b) Kyù hióỷu phổồng trong khọỳi cồ sồớ.
c) Kyù hióỷu mỷt trong khọỳi cồ sồớ
b) c)
- Loaỷi thổù hai : nũm trong khọỳi bọỳn mỷt , coù tỏm nũm ồớ 1/4 õoaỷn thúng nọỳi
õióứm giổợa caùc mỷt bón, kờch thổồùc laỡ 0,221d vaỡ coù tỏỳt caớ 12 lọự họứng. Maỷng lỏỷp phổồng
tỏm khọỳi coù nhióửu lọự họứng hồn nhổng kờch thổồùc caùc lọự họứng nhoớ hồn .
Maỷng lỏỷp phổồng tỏm mỷt :
- Loaỷi thổù nhỏỳt : nũm trong khọỳi taùm mỷt coù tỏm nũm ồớ trung tỏm khọỳi cồ sồớ vaỡ
õốnh ồớ õióứm giổợa caùc mỷt bón, kờch thổồùc 0,41d. Coù tỏỳt caớ bọỳn lọự họứng nhổ vỏỷy .
- Loaỷi thổù hai : nũm trong khọỳi bọỳn mỷt, tỏm nũm ồớ khoaớng 1/4 caùc õổồỡng
cheùo khọỳi {111}, kờch thổồùc 0,225d , coù tỏỳt caớ taùm lọự họứng nhổ vỏỷy. Maỷng lỏỷp phổồng
tỏm mỷt coù sọỳ lọự họứng ờt hồn nhổng kờch thổồùc lồùn hồn .
1.1.6.Tờnh õa hỗnh cuớa kim loaỷi (thuỡ hỗnh) :
1-Khaùi nióỷm vaỡ vờ duỷ :
Khaù nhióửu kim loaỷi coù nhióửu kióứu maỷng tinh thóứ khaùc nhau ồớ caùc khoaớng nhióỷt
õọỹ vaỡ aùp suỏỳt khaùc nhau, tờnh chỏỳt õoù goỹi laỡ tờnh õa hỗnh .
Nhióỷt õọỹ maỡ taỷi õoù kim loaỷi chuyóứn tổỡ kióứu maỷng naỡy sang kióứu maỷng khaùc goỹi laỡ
nhióỷt õọỹ tồùi haỷn cuớa chuyóứn bióỳn õa hỗnh . Nhióỷt õọỹ naỡy coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo tọỳc õọỹ nung
noùng, tọỳc õọỹ laỡm nguọỹi vaỡ traỷng thaùi ban õỏửu cuớa kim loaỷi . Caùc daỷng õa hỗnh khaùc nhau
cuớa mọỹt nguyón tọỳ õổồỹc kyù hióỷu bũng caùc chổợ Hy laỷp cọứ :, , Trong õoù laỡ kyù hióỷu
cho daỷng õa hỗnh ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp nhỏỳt, caùc chổợ coỡn laỷi kyù hióỷu lỏửn lổồỹt ồớ caùc nhióỷt õọỹ
cao hồn.8
Hỗnh 1.5- Xaùc õởnh mỏỷt õọỹ sừp xóỳp M
l

α
sang Fe
β
thãø têch ca cọ gim âi khong 1% . Tỉì Sn
β
sang Sn
α
thãø têch tàng
lãn 25%
-Thay âäøi vãư cå tênh : tỉì Sn
β
sang Sn
α

âäü bãưn khäng cn nỉỵa
-Thay âäøi vãư l tênh : do sỉû sàõp xãúp ca ngun tỉí cọ thay âäøi nãn nhiãût dung ,
âiãûn tråí âãưu biãún âäøi âi.
Sỉû thay âäøi tênh cháút ca kim loải khi chuøn biãún âa hçnh âỉåüc nghiãn cỉïu k
lỉåỵng âãø táûn dủng cạc tênh cháút cọ låüi v ngàn ngỉìa cạc màût báút låüi .Tênh âa hçnh ca sàõõt
âỉåüc sỉí dủng ráút nhiãưu trong nhiãût luûn .
1.1.7.Âån tinh thãø v âa tinh thãø :
1-Tênh cọ hỉåïng ca tinh thãø : Mảng tinh thãø ln ln thãø hiãûn tênh cọ hỉåïng (dë
hỉåïng) ca nọ nghéa l theo cạc hỉåïng khạc nhau tênh cháút ca mảng (cå ,l , họa
tênh ) khạc nhau .Tênh cọ hỉåïng l do cáúu tảo mảng tinh thãø, cạc phỉång v màût khạc
nhau cọ máût âäü ngun tỉí khäng giäúng nhau.Theo phỉång cọ máût âäü ngun tỉí låïn liãn
kãút bãưn hån nãn cọ âäü bãưn låïn hån cạc phỉång cọ máût âäü ngun tỉí bẹ .

9
Hçnh 1.6- Cạc loải läù häøng trong mảng láûp
phỉång tám màût (a) v láûp phỉång tám khäúi. (b)

giổùa caùc haỷt luọn lóỷch nhau mọỹt goùc naỡo õoù.
-Taỷi vuỡng bión giồiù haỷt maỷng tinh thóứ bở xọ lóỷch .
-a tinh thóứ coù tờnh õúng hổồùng
Do õoù trong thổỷc tóỳ caùc kim loaỷi thổồỡng gỷp õóửu coù cồ tờnh õọửng nhỏỳt theo moỹi phổồng.
Nóỳu õem keùo, caùn kim loaỷi vồùi mổùc õọỹ bióỳn daỷng lồùn thỗ kim loaỷi laỷi thóứ hióỷn tờnh coù
hổồùng cuớa noù. Vờ duỷ : dỏy theùp khi keùo nguọỹi vồùi õọỹ bióỳn daỷng rỏỳt lồùn (laỡm caùc dỏy caùp
cỏửn cỏứu, caùp treo, dỏy phanh xe õaỷp ) õọỹ bóửửn theo phổồng doỹc sồỹi lồùn hồn rỏỳt nhióửu so
vồùi phổồng ngang sồỹi.
1.1.8.Cỏỳu taỷo maỷng tinh thóứ thổỷc tóỳ cuớa kim koaỷi :
Trong kim loaỷi thổỷc tóỳ caùc nguyón tổớ khọng hoaỡn toaỡn nũm ồớ caùc vở trờ mọỹt
caùch trỏỷt tổỷ nhổ õaợ noùi ồớ trón maỡ luọn luọn coù mọỹt sọỳ ờt nguyón tổớ nũm sai vở trờ gỏy nón
sai lóỷch maỷng. Trong thổỷc tóỳ khọng coù kim loaỷi nguyón chỏỳt tuyóỷt õọỳi . Do vỏỷy trong
kim loaỷi bao giồỡ cuợng coù caùc taỷp chỏỳt .Kờch thổồùc caùc nguyón tổớ laỷ naỡy luọn khaùc
nguyón tổớ kim loaỷi nón gỏy ra sai lóỷch trong maỷng tinh thóứ. Sai lóỷch maỷng tinh thóứ
chióỳm sọỳ lổồỹng rỏỳt thỏỳp (1-2% thóứ tờch maỷng) nhổng aớnh hổồớng rỏỳt lồùn õóỳn cồ tờnh cuớa
kim loaỷi.

10
1-Phán loải cạc sai lãûch trong mảng tinh thãø :
Theo kêch thỉåïc ca sỉû sàõp xãúp khäng tráût tỉû ta phán chia sai lãûch ra lm ba
loải : sai lãûch âiãøm, sai lãûch âỉåìng v sai lãûch màût.
a.Cạc sai lãûch âiãøm :
l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc bẹ theo ba chiãưu âo (vi thäng säú mảng), cọ dảng âiãøm
hay bao quanh mäüt âiãøm. Gäưm cạc loải sau âáy;
-Nụt träúng : l cạc nụt mảng khäng cọ ngun tỉí chiãúm chäù .
-Cạc ngun tỉí nàòm xen giỉỵa cạc nụt mảng
- Cạc ngun tỉí lả nàòm trãn cạc nụt mảng hay xen giỉỵa cạc nụt mảng.
Do cọ cạc sai lãûch mảng nãn ngun tỉí nàòm xung quanh sai lãûch nàòm khäng âụng
vë trê quy âënh . Vê dủ : nụt träúng lm cạc ngun tỉí xung quanh nọ cọ xu hỉåïng xêch lải
gáưn nhau, ngun tỉí xen giỉỵa nụt mảng lm cạc ngun tỉí xung quanh cọ xu hỉåïng bë

mảng tinh thãø bë xä lãûch nhiãưu nháút v do âọ sai lãûch cọ dảng âỉåìng. AB gi l trủc ca
lãûch âỉåìng, nọ cọ thãø di âãún hng nghçn hng vản thäng säú mảng. Trong khi tiãút diãûn
ca sỉû xä lãûch chè khong vi thäng säú mảng. Nãúu bạn màûtì âỉåüc gi tỉì trãn xúng gi l
lãûch âỉåìng dỉång (k hiãûu ⊥), gi tỉì dỉåïi lãn gi l lãûch âỉåìng ám (k hiãûu T).
-Lãûch xồõn : Ta cọ thãø hçnh dung lãûch xồõn nhỉ sau : càõt mảng tinh thãø hon
chènh bàòng bạn màût ABCD.Sau âọ xãï dëch hai pháưn ca mảng tỉång âäúi våïi nhau theo
màût càõt âi mäüt thäng säú mảng (cạc ngun tỉí nàòm trong vng tỉì B → A dëch âi mäüt
khong nh hån mäüt thäng säú mảng, tải A dëch chuøn bàòng khäng). Lục ny mảng tinh
thãø khäng phi gäưm nhiãưu màût song song v cạch âãưu nhau nỉỵa m nhỉ gäưm båíi mäüt
màût cong qún quanh trủc AD cọ dảng màût vêt v ta cọ lãûch xồõn. AD gi l trủc ca
lãûch xồõn cọ thãø di âãún hng nghçn hng vản thäng säú mảng,cn tiãút diãûn ca sỉû xä
lãûch chè vi thäng säú mảng.

12
HÇnh 1.8- Sai lãûch âiãøm trong mảng tinh thãø.
a) Nụt träúng Frenkel. b) Nụt träúng Schottky
c, d) Ngun tỉí xen k v thay thãú
*Lóỷch họựn hồỹp : laỡ loaỷi lóỷch coù daỷng tọứng hồỹp cuớa hai loaỷi lóỷch trón, coù daỷng hỗnh
hoỹc rỏỳt phổùc taỷp .
b.Taùc duỷng cuớa lóỷch :
Lóỷch coù vai troỡ rỏỳt lồùn trong tinh thóứ, noù aớnh hổồớng rỏỳt nhióửu õóỳn quaù trỗnh chuyóứn
bióỳn pha, quaù trỗnh trổồỹt cuớa kim loaỷi. Sổỷ coù mỷt cuớa lóỷch laỡm cho kim loaỷi dóự trổồỹt, laỡm
cho õọỹ bóửn thổỷc tóỳ cuớa noù giaớm õi rỏỳt nhióửu so vồùi tờnh toaùn. Vờ duỷ : sừt coù

b
lt =
13000MN/m
2
, trong khi õoù


liãûu hc thäng dủng cọ âäü phọng âải tỉì 50 âãún 2000 láưn. Máùu âãø quan sạt täø chỉïc tãú vi
chãú tảo khạ cäng phu. Phỉång phạp ny cho biãút âỉåüc :
-Cạc thnh pháưn täø chỉïc, âäü låïn, hçnh dạng v sỉû sàõp xãúp ca chunïg.
-Sỉû phán bäú ca tảp cháút.
-Sỉû thoạt cạc bon åí bãư màût .
-Cạc vãút nỉït tãú vi .
-Cạc låïp bo ha cạc bon, nhäm, ni tå
2-Nghiãn cỉïu cáúu trục bàòng tia rån ghen :
L phỉång phạp nghiãn cỉïu sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí trong kim loải bàòng
tia rån ghen . Càn cỉï vo nh nhiãùu xả ca tia rån ghen trãn máùu kim loải ta cọ thãø biãút
âỉåüc sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí v khong cạch giỉỵa cạc màût tinh thãø .
3-Phán têch họa hc v quang phäø :
a-Phán têch họa hc :

14
Hçnh 1.11- Cạch xạc âënh vectå trỉåüt (Burgers)
a) Trong tinh thãø han chènh
b) trong lãûch âỉåìng
c) Trong lãûch xồõn
Láúy phoi ca kim loải cáưn phán têch mang ho tan vo cạc a xit thêch håüp. Sau âọ
dng cạc dung dëch chøn âãø âënh phán dung dëch cáưn nghiãn cỉïu. Tỉì âọ cọ thãø biãút
âỉåüc sỉû cọ màût v lỉåüng chỉïa ca cạc ngun täú trong máùu phán têch. Âäü chênh xạc ca
phán têch họa hc tỉì 0,1 - 0,01% trng lỉåüng.
b-Phán têch quang phäø :
Âem so sạnh vảch quang phäø ca máùu nghiãn cỉïu våïi cạc bn máùu cọ sàơn s biãút
âỉåüc thnh pháưn v lỉåüng chỉïa ca cạc ngun täú cọ trong âọ. Vë trê v mu sàõc ca
vảch cho biãút kãút qu vãư âënh tênh, âäü âen ca vảch cho biãút kãút qu âënh lỉåüng. Phỉång
phạp quang phäø cọ ỉu âiãøm l : âäü nhảy cao 0,001-0,0001% trng lỉåüng , cho kãút qu
nhanh v r tiãưn .
4-Xạc âënh thnh pháưn cạc bon bàòng tia lỉía khi mi :

âënh bao quanh nọ.

15
-Chuøn âäüng nhiãût ca nguøn tỉí åí ttrảng thại lng ráút låïn, do âọ xu hỉåïng
sàõp xãúp cọ tráût tỉû ln bë phạ hy v thay bàòng sỉû sàõp xãúp cọ tráût tỉû måïi.
-Trong kim loẵi lng cọ âiãûn tỉí tỉû do.
Tênh cháút ca kim loải lng :
-Thãø têch ca kim loải lng v ràõn khạc nhau khäng nhiãưu làõm, pháưn låïn kim
loặ khi nọng chy thãø têch tàng lãn tỉì 2-6%, trỉì Ga v Bi thãø têch gim 30%.
-Nhiãût nọng chy bẹ, chè bàòng 5-10% nhiãût họa håi.
-Gáưn âiãøm nọng chy nhiãût dung kim loải lng chè chè khạc kim loải ràõn 10%
trong khi âọ kim loải ràõn v khê khạc nhau 25%.
1.2.2.Âiãưu kiãûn nàng lỉåüng ca quạ trçnh kãút tinh :
Trong tỉû nhiãn mi quạ trçnh
tỉû phạt âãưu xy ra theo chiãưu
gim nàng lỉåüng, tỉïc l theo
chiãưu åí trảng thại måïi cọ nàng
lỉåüng dỉû trỉỵ nh hån.Vê du û: mäüt
hn bi âàût tải vë trê A ln cọ xu
hỉåïng làn xúng vi trê B äøn âënh
hån . Trong trỉåìng håüp ny nàng
lỉåüng dỉû trỉỵ chênh l thãú nàng
ca hn bi.
Trong hãû thäúng váût cháút gäưm chuøn âäüng ca cạc cháút âiãøm (ngun tỉí, phán tỉí)
thç nàng lỉåüng dỉû trỉỵ âỉåüc âàûc trỉng bàòng nàng lỉåüng tỉû do F.
F = U - TS
Trong âọ : -U l näüi nàng ca hãû thäúng
-S l enträpi
-T l nhiãût âäü tuût âäúi
0

s
, âãø F
r
< F
l
r rãût sỉû kãút
tinh måïi xạy ra . T
s
âỉåüc gi l nhiãût âäü kãt tinh l thuút.
Nhỉ váûy nhiãût âäü kãút tinh thỉûc tãú ln tháúp hån T
s
hiãûn tỉåüng ny gi l sỉû quạ
ngüi v hiãûu säú giỉỵa hai nhiãût âäü âọ gi l âäü quạ ngüi, k hiãûu ∆T. Pháưn låïn cạc kim

16
3
3
2
1
Hçnh 1.12- Så âäư biãøu thë vë trê äøn âënh
(1), khäng äøn âënh(2) v gi äøn âënh (3)
Nhiãût âäü
∆F
T
s
F
r
F
l
Hçnh 1.13- Så âäư biãún âäøi nàng

1-Quạ trçnh tảo máưm (trung tám kãút tinh) :
Tảo máưm l quạ trçnh tảo nãn cạc pháưn tỉí ràõn cọ cáúu tảo tinh thãø, cọ kêch thỉåïc ráút
nh trong lng khäúi kim loải lng, chunïg l nhỉỵng máưm mäúng âáưu tiãn âãø phạt triãøn lãn
thnh hảt tinh thãø.
Theo âàûc tênh phạt sinh máưm âỉåüc chia lm hai loải : máưm tỉû sinh (âäưng pha) v
máưm khäng tỉû sinh (k sinh)
a-Máưm tỉû sinh (máưm âäưng pha) : L máưm sinh ra trỉûc tiãúp tỉì kim loảíi lng khäng cáưn sỉû
giụp âåỵ ca bãư màût cạc hảt ràõn cọ sàơn trong âọ .
Tải nhiãût âäü tháúp hån T
s
cạc nhọm ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû trong kim loải lng
cọ kêch thỉåïc låïn hån mäüt giạ trë xạc âënh ỉïng våïi mäùi nhiãût âäü s cäú âënh lải, khäng tan
âi nỉỵa v cọ âiãưu kiãûn phạt triãøn lãn thnh hảt tinh thãø.
Ta xẹt âiãưu kiãûn nàng lỉåüng ca sỉû tảo máưm ny.Gi sỉí ràòng tải nhiãût âäü no âọ
nh hån Ts trong kim loải lng xút hiãûn n nhọm ngun tỉí sàõp xãúp tráût tỉû cọ thãø têch v.
Tải nhiãût âäü ny ta cọ F
r
< F
l
.Gi ∆F
v
= F
r
- Fl, l hiãûu säú nàng lỉåüng tỉû do giỉỵa kim
loải lng v kim loải ràõn tênh cho mäüt âån vë thãø têch kim loải lng thç

∆F
v
< 0 khi T <
T

v σ l hàòng säú nãn ∆F = f(r). Bàòng thỉûc
nghiãûm ngỉåìi ta â v âỉåüc âäư thë vãư sỉû phủ thüc giỉỵa nàng lỉåüng tỉû do v bạn kênh r
ca nhọm ngun tỉí tráût tỉû. Tỉì âäư thë âọ ta nháûn tháúy :

17
-Nãúu nhọúm ngun tỉí tráût tỉû cọ r
1
< r
th
thç khi nọ phạt triãøn lãn lm cho nàng lỉåüng
ca hãû thäúng tàng lãn, khäng ph håüp våïi tỉû nhiãn nãn s tan âi.
-Nãúu nhọm ngun tỉí trátû tỉû cọ r
2
> r
th
khi phạt triãøn lãn lm gim nàng lỉåüng ca
hãû thäúng v nọ tråí thnh máưm tháût sỉû.
Kãút lûn : tải mäüt nhiãût âäü nháút âënh nh hån Ts trong kim loải lng cọ vä säú nhọm
ngun tỉí sàõp xãúp tráût tỉû cọ kêch thỉåïc khạc nhau. Chè nhỉỵng nhọm no cọ kêch thỉåïc
låïn hån mäüt giạ trë tåïi hản no âọ måïi tråí thnh máưm thátû sỉû, cn nhỉỵng nhọm khạc tan
âi.
Ta cọ thãø tênh bạn kênh tåïi hản nhỉ sau : tçm giạ trë cỉûc âải ca biãøu thỉïc (1) v tênh
âỉåüc r
th
=
Fv
∆
σ
2
û(2) , giạ trë r = 0 khäng cọ nghéa. Khi nhiãût âäü kãút tinh cng tháúp (∆

phạt)ì.Ta cọ thãø minh ha qụa trçnh ny bàòng cå cáúu máưm hai chiãưu (Cosen) v cå cáúu
máưm kãút tinh cọ lãûch xồõn.

18
∆F
r
r
1
r
th
r
2
Hçnh1.14 - Quan hãû giỉỵa bạn kênh máưm v
∆
F
1.2.4.Sỉû tảo thnh hảt tinh thãø v hçnh dạng hảt kim loải âục :
1-Sỉû tảo thnh hảt tinh thãø :
Sỉû kãút tinh bao gäưm quạ trçnh tảo máưm v sau âọ cạc máưm phạt triãøn lãn. Khi cạc
máưm sinh ra âáưu tiãn phạt triãøn lãn,trong kim loải lng váùn tiãúp tủc sinh ra cạc máưm
måïi. Quạ trçnh cỉï tiãúp tủc nhỉ váûy cho âãún khi ton bäü kim loải lng kãút tinh hãút. Chụng
ta cọ thãø hçnh dung sỉû tảo thnh hảt tinh thãø nhỉ sau .Gi sỉí ràòng trong mäüt âån vë thãø
têch kim loải lng no âọ trong mäüt giáy sinh ra ba máưm. ÅÍ giáy thỉï hai ba máưm sinh ra
åí giáy thỉï nháút phạt triãøn lãn v sinh ra ba máưm måïi. Quạ trçnh nhỉ váûy cỉï tiãúp tủc xy
ra cho âãún khi ton bäü khäúi kim loải lng kãút tinh åí giáy thỉï n. Do sỉû âënh hỉåïng ca
máưm trong khäng gian l ngáùu nhiãn nãn phỉång mảng giỉỵa cạc hảt lãûch nhau. Cạc hảt
tảo thnh cọ kêch thỉåïc khäng âäưng âãưu, nhỉỵng hảt do máưm sinh ra trỉåïc s låïn hån vç
cọ âiãưu kiãûn phạt triãøn. Nhỉỵng hảt do cạc máưm cng sinh ra sau cng cng êt cọ âiãưu
kiãûn phạt triãøn nãn cọ thãø nh hån.
2-Hçnh dạng ca hảt kim loải âục:
Hảt kim loải nháûn âỉåüc sau khi âục cọ thãø cọ nhiãưu hçnh dạng ráút khạc nhau.Trong

αβ
σ
ββ
β
β
σ
αβ
a)
b)
Hinh 1.15- Máưm k sinh dảng chm cáưu (a) v dảng tháúu kênh (b).
Kãút qu l ban âáưu tảo ra tinh
thãø hçnh nhạnh cáy. Sau âọ
kim loải lng giỉỵa cạc nhạnh
cáy s kãút tinh v hảt tinh thãø
khäng cn dảng nhạnh cáy
nỉỵa. Nãúu vç l do no âọ sau
khi tảo ra nhạnh cáy xong,
kim loải lng hãút thç hảt tinh
thãø chè l dảng nhạnh cáy.
Nhạnh cáy thỉåìng tháúy åí lm
co ca váût âục. Nhạnh cáy låïn
nháút do nh váût liãûu hc Nga
l Trernop tçm ra di 39 cm
trong lm co thi thẹp âục
nàûng 100 táún. Nhạnh cáy ny
trỉng by tải viãûn bo tng
phạo binh Nga.
b-Kêch thỉåïc hảt kim loải :
Kêch thỉåïc hảt kim loải l mäüt trong nhỉỵng chè tiãu quan trng âãø âạnh giạ cháút
lỉåüng kim loải (ch úu l cå tênh). Do khäng thãø tạch råìi tỉìng hảt kim loải ra âãø âo âảc

∆
TTT
∆T
2
∆T
1
Hçnh 1.17- nh hỉåíng ca
âäü quạ ngüi
∆
T âãún n, v
trong mọỹt õồn vở thồỡi gian, kyù hióỷu n, õồn vở õo1/mm
3
.s
- Tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm : laỡ tọỳc õọỹ phaùt trióứn vóử kờch thổồùc daỡi cuớa tỏm mỏửm
trong mọỹt õồn vở thồỡi gian, kyù hióỷu v, õồn vở mm/s.
Tọỳc õọỹ sinh mỏửm caỡng lồùn thỗ kờch thổồùc haỷt caỡng nhoớ vaỡ tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm
caỡng tng thỗ kờch thổồùc haỷt caỡng lồùn. Bũng thổỷc nghióỷm, ngổồỡi ta õaợ tờnh õổồỹc kờch
thổồùc haỷt A theo hai õaỷi lổồỹng trón nhổ sau :
A = a
n
v
vồùi a laỡ hóỷ sọỳ thổỷc nghióỷm.
Tổỡ õoù ta thỏỳy rũng : nguyón lyù chung õóứ taỷo haỷt nhoớ laỡ tng tọỳc õọỹ sinh mỏửm vaỡ haỷn
chóỳ tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm.
b-Caùc phổồng phaùp laỡm nhoớ haỷt :
Trong thổỷc tóỳ ngổồỡi ta thổồỡng sổớ duỷng caùc phổồng phaùp laỡm nhoớ haỷt sau õỏy :
- Tng õọỹ quaù nguọỹi khi kóỳt tinh : ọỹ quaù nguọỹi phuỷ thuọỹc vaỡo tọỳc õọỹ nguọỹi, tọỳc õọỹ
nguọỹi caỡng lồùn thỗ õọỹ quaù nguọỹi caỡng tng. óứ tng tọỳc õọỹ nguọỹi ngổồỡi ta duỡng khuọn
kim loaỷi coù tờnh dỏựn nhióỷt cao thay cho khuọn caùt. Vồùi caùc vỏỷt õuùc lồùn ta coỡn duỡng nổồùc
laỷnh laỡm nguọỹi ngoaỡi thaỡnh khuọn kim loaỷi.

1.2.7. Cáúu tảo ca váût âục :
Kim loải lng sau khi náúu luûn xong âỉåüc âục thnh sn pháøm hay bạn thnh
pháøm. Cạc sn pháøm âục ráút âa dảng, nhiãưu váût âục cọ hçnh dạng ráút phỉïc tảp. Vç váûy
khäng thãø cọ quy lût chung vãư cáúu tảo tinh thãø cụa chụng. ÅÍ âáy chụng ta nghiãn cỉïu
váût âục âån gin nháút, âọ l cạc thi âục thẹp trong khn kim loải. Tỉì âọ suy räüng ra
cho cạc váût âục phỉïc tảp v âục trong cạc loải khn khạc.
1-Cáúu tảo tinh thãø váût âục :
Thäng thỉåìng váût âục cọ ba vng tinh thãø sau âáy :
a-Vng ngoi cng :
Vng ny cọ cạc hảt âàóng trủc v kêch thỉåïc nh mën (vng 1). Do âáưu tiãn kim
loải lng tiãúp xục våïi thnh khn ngüi lảnh nãn bë ngüi âäüt ngäüt v kãút tinh våïi âäü
quạ ngüi
∆
T låïn, cng våïi tạc dủng tảo máưm ca thnh khn nãn hảt tảo thnh cọ
kêch thỉåïc nh mën. Màût khạc do sỉû läưi lm ca thnh khn (cháút sån khn) nãn
máưm phạt triãøn theo mi phỉång v hảt cọ dảng âàóng trủc.
b-Vng trung gian :
Vng ny gäưm cạc hảt hçnh trủ, tỉïc l cạc hảt di v vng gọc våïi thnh khn
(vng 2). Sau khi â tảo ra vng 1 thç thnh khn â khạ nọng, do váûy kim loải lng
kãút tinh våïi âäü quạ ngüi
∆
T nh, vç váûy hảt nháûn âỉåüc cọ xu hỉåïng låïn dáưn lãn. Lục
ny nh hỉåíng ch úu âãún hçnh dạng hảt l phỉång thoạt nhiãût. Phỉång thoạt nhiãût
vng gọc våïi thnh khn nãn hảt phạt triãøn mảnh theo hỉåïng ngỉåüc lải. Kãút qu l tảo
ra cạc hảt hçnh trủ vng gọc våïi thnh khn.
c-Vng trung tám :
Vng ny cọ hảt låïn v âàóng trủc (vng 3). Khi vng ny kãút tinh thç thnh khn
â ráút nọng nãn kim loải kãút tinh våïi âäü quạ ngüi
∆
T bẹ, do váûy cọ kêch thỉåïc låïn. Sỉû

1) Vng ngoi cng; 2) Vng tinh thãø hçnh trủ (trung gian)
3) Vng hảt to (trung tám)
Räù co v lm co âãưu cọ chung mäüt ngun nhán hçnh thnh âọ l sỉû gim thãø têch
ca kim loải khi kãút tinh. Våïi mäüt kim loải hay håüp kim thç t lãû co khi kãút tinh l hàòng
säú. Vç váûy tàng lm co s lm gim âỉåüc räù co v ngỉåüc lải chỉï khäng thãø lm máút hai
táût häøng ny.
3-Räù khê :
Trong âiãưu kiãûn náúu luûn thäng thỉåìng kim loải lng ha tan khạ nhiãưu cạc loải
khê. Sau khi kãút tinh âäü ha tan ca khê trong kim loải gim âi âäüt ngäüt, khê thoạt ra bë
kẻt lải v hçnh thnh cạc bt khê gi l räù khê. Räù khê ráút nguy hiãøm vç nọ lm máút tênh
liãn tủc ca váût âục v l nåi táûp trung ỉïng sút lm gim cå tênh. Nãúu räù khê nàòm ngay
dỉåïi låïp v ca váût âục s gáy ra trọc v nỉït cho chi tiãút. Cọ thãø khàõc phủc räù khê bàòng
cạch biãún dảng nọng, chụng s bẻp âi.(Trỉì trỉåìng håüp nàòm sạt ngoi, dỉåïi v váût âục).
Biãûn phạp khàõc phủc täút nháút l khỉí khê triãût âãø trỉåïc khi rọt khn hay âục trong chán
khäng.
4-Thiãn têch :
Thiãn têch l sỉû khäng âäưng nháút vãư thnh pháưn họa hc v täø chỉïc trong bn thán
váût âục. Do âäú dáùn tåïi sỉû khạc nhau vãư tênh cháút giỉỵa cạc vng ca váût âục. Thiãn têch
cọ nhiãưu loẵi : thiãn têch theo trong lỉåüng, thiãn têch nhạnh cáy.
1.3.CÁÚU TẢO CA HÅÜP KIM :
Trong k thût, âàûc biãût l trong chãú tảo cå khê khäng dng kim loải ngun cháút
m thỉåìng dng täø håüp ca kim loải v cạc cháút khạc. Täø håüp cạc cháút ny âỉåüc chãú tảo
bàòng cạch náúu chy räưi pha träün våïi nhau theo t lãû â âënh, sau âọ âem âục thnh sn
pháøm. Täø håüp âọ gi l håüp kim. Håüp kim cọ tênh cháút khạc hàón m kim loải ngun
cháút khäng thãø cọ âỉåüc.
1.3.1.Khại niãûm vãư håüp kim :
1-Âënh nghéa :
Håüp kim l váût thãø ca nhiãưu ngun täú v mang tênh kim loải (dáùn âiãûn, dáùn nhiãût
cao, do, dãù biãún dảng, cọ ạnh kim ).
Ngun täú ch úu trong håüp kim l ngun täú kim loải. Håüp kim cọ thãø âỉåüc tảo

H
2
O nhỉng cọ hai pha : ràõn (nỉåïc âạ), lng (nỉåïc)
- Mäüt chi tiãút bàòng la täng mäüt pha : Hãû ny cọ hai cáúu tỉí l Cu v Zn nhỉng chè
cọ mäüt pha
α
(dung dëch ràõn ca hai cáúu tỉí trãn).
d - Trảng thại cán bàòng (äøn âënh) : Hãû åí trảng thại cán bàòng khi cạc pha ca nọ âãưu
cọ nàng lỉåüng tỉû do nh nháút trong cạc âiãưu kiãûn vãư nhiãût âäü, ạp sút v thnh pháưn xạc
âënh. Tỉïc l cạc âàûc tênh ca hãû khäng biãún âäøi theo thåìi gian. Thäng thỉåìng hãû våïi cạc
pha åí trảng thại cán bàòng bao giåì cng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng tháúp nháút, khäng cọ ỉïng sút
bãn trong, xä lãûch mảng tinh thãø tháúp nháút v âỉåüc hçnh thnh våïi täúc âäü ngüi cháûm.
e - Trảng thại khäng cán bàòng (khäng äøn âënh) : Khi thay âäøi nhiãût âäü v ạp sút
lm tàng nàng lỉåüng tỉû do v hãû tråí nãn trảng thại khäg cán bàòng. Lục ny hãû cọ thãø
chuøn biãún sang trảng thại cán bàòng måïi cọ nàng lỉåüng tỉû do nh hån. Nọi chung trảng
thại khäng cán bàòng l khäng äøn âënh, ln cọ xu hỉåïng tỉû biãún âäøi sang trảng thại cán
bàòng, äøn âënh. Trong thỉûc tãú mäüt säú trảng thại khäng cán bàòng váùn täưn tải láu di, do åí
nhiãût âäü thỉåìng chuøn biãún xy ra ráút cháûm háưu nhỉ khäng nhçn tháúy âỉåüc. Trảng thại
khäng cán bàòng thỉåìng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng cao hån nãn âỉåüc sỉí dủng khạ nhiãưu trong
thỉûc tãú (täø chỉïc mactenxit sau khi täi). Trảng thại khäng cán bàòng âỉåüc hçnh thnh våïi
täúc âäü ngüi nhanh.
f - Trảng thại gi äøn âënh : Trảng thại gi äøn âënh täưn tải khi trảng thại cán bàòng (äøn
âënh) tuût âäúi chè täưn tải trãn l thuút, tỉïc l phi nung nọng hay lm ngüi vä cng
cháûm m trong thỉûc tãú ráút khọ xy ra. Váûy gi äøn âënh thỉûc cháút l khäng äøn âënh nhỉng
thỉûc tãú lải täưn tải mäüt cạch äøn âënh ngay c khi nung nọng hay lm ngüi trong mäüt
phảm vi no âọ.
4-Cạc dảng cáúu tảo ca håüp kim
Trong thỉûc tãú håüp kim thỉåìng cọ cạc dảng cáúu tảo sau âáy :
a - Håüp kim cọ cáúu tảo mäüt pha l dung dëch ràõn
b - Håüp kim cọ cáúu tảo mäüt pha l håüp cháút họa hc (hay pha trung gian).