Giáo trình vật liệu
học

Vật lý kim loại và hợp
kim
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 h
i 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 liãû
u 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 : Kãú
t cáúu ca cáúu trục,

CHÁÚT :
1.1.1. Khại niãûm v âàûc âiãøm ca kim loải :
1- Âënh nghéa : Kim loải l váût thãø sạng , do , cọ thãø rn âỉåüc , cọ tênh dáùn âiãûn
v dáùn nhiãût cao .
Báút cỉï kim loải no bãư màût chỉa bë ä xy hoạ âãưu cọ v láúp lạnh sạngì
ta thỉåìng gi
l ạnh kim .Háưu hãút cạc kim loải âãưu do , cọ thãø kẹo såüi , dạt mng dãù dng , dáùn âiãûn
v dáùn nhiãût täút . Tuy váûy khäng phi táút c cạc kim loải âãưu tho mn nhỉỵng tênh cháút
trãn . Vê dủ : stibi (Sb) ráút dn khäng thãø rn âỉåüc , pradeodim (Pr) dáùn âiãûn ráút kẹm .
Tiãu chøn âãø phán biãût kim loải v phi kim l hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí . Kim
loải cọ hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí dỉång (khi nhiãût âäü tàng thç âiãûn tråí tàng) cn våïi phi
kim loải thç hãû säú ny ám (khi nhiãût âäü tàng âiãûn tråí gim).
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
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

o
C) , nhäm ( 657
o
C) , stibi (631
o
C) ...
c - Theo tênh cháút hoảt âäüng :
Kim loải kiãưm : natri ,kali, liti ...
Kim loải chuøn tiãúp : sàõt , cräm ,mangan ,vanadi ...
1.1.2. Liãn kãút kim loải :
Trong kim loải pháưn låïn cạc
ngun tỉí nhỉåìng båït âiãûn tỉí âãø tråí thnh
ion dỉång cn cạc âiãûn tỉí tråí thnh âiãûn
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
de
ío ráút cao .
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
-- -
-- -
-- -

.
3
4
2-L tênh : cạc tênh cháút váût l ca kim loải cng âỉåüc ỉïng dủng ráút phäø biãún : lm
dáy dáùn âiãûn ,nam chám , váût liãûu dáùn nhiãût ...
3- Họa tênh : cạc kim loải thỉåìng tạc dủnh mảnh våïi cạc ngun täú phi kim loải v
bë phạ hy trong khäng khê áøm.
4-Tênh cäng nghãû : l kh nàng chëu cạc dảng gia cäng : âục ,rn dáûp ,cạn,càõt
gt...Mäüt kim loải khäng thãø âäưng thåìi cọ táút c cạc tênh cäng nghãû âãưu täút.Vê dủ : nãúu
âục täút thç dáûp s kẹm ... Kim loải d ráút qu nhỉng nãúu tinh cäng nghãû xáúu thç khäng
thãø sỉí dủng trong lénh vỉûc cå khê .
1.1.4. Cáúu tảo mảng tinh thãø ca kim loải ngun cháút :
1- Cạc khại niãûm cå b
n
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

4
2
. kiãøu mảng ny chè cọ mäüt thäng säú mảng l a . Thỉåìng gàûp
trong cạc kim loải Fe
a
J
, Cu, Ni, Al, Pb...
c-Sạu phỉång xãúp chàût (lủc giạc xãúp chàût A3) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v åí
tám hai màût âạy ca hçnh làng trủ lủc giạc âãưu .Ba ngun tỉí nàòm åí trung tám ba làng
trủ tam giạc cạch nhau.Mảng sạu phỉång xãúp chàût cọ hai thäng säú mảng l a v c, t säú
c/a gi l hãû säú xãúp chàût.
5
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
Trong trổồỡng hồỹp lyù tổồớng
3
8

a
c
|
1,633 .Trong thổỷc tóỳ tố sọỳ c/a khọng õuùng laỡ
1,633 maỡ dao õọỹng trong trong khoaớng 1,57
y
1,64 vaỡ cuợng õổồỹc coi laỡ xóỳp chỷt . Caùc
kim loaỷi
aỡi theo mọỹt chióửu . Noù coù hai thọng sọỳ maỷng laỡ a vaỡ c , tố sọỳ
c

nhióu õi nổợa giổợa chuùng vồùi nhau cuợng coỡn coù caùc khoaớng
ỹ 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 cuợ
ng coỡn coù caùc khoaớng
õổa ra vỏỳn õóử mỏỷt õọỹ cuớa nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ .
Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong
õổa ra vỏỳn õóử mỏỷt õọỹ cuớa nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ .
Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong
chióỳm chọự tờnh ra phỏửntrm.chióỳm chọự tờnh ra phỏửntrm.
M ỹ khọỳi Mv = M ỹ khọỳi Mv =
%100.
V
nv
sồớ
yón tổớ
ỳi
ỷt
Trong õoù : n - sọỳ ngyón tổớ coù trong khọỳicồ
v - thóứ tờch cuớa mọỹt ngu
V-thóứ tờch khọ cồ sồớ
Mỏõọỹ mỷt M =
S
%100.
n
s
S
Trong õoù : n
s
- sọỳ nguyón tổù coù trong mỷt õang xeùt

hồn nhổng kờch thổồùc lồùn hồn .
guyón tọỳ õổồỹc kyù hióỷu bũng caùc chổợ Hy laỷp cọứ :D, E, J...Trong õoù D laỡ kyù hióỷu
odaỷng õa hỗnh ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp nhỏỳt, caùc chổợ coỡn laỷi kyù hióỷu lỏửn lổồỹt ồớ caùc nhióỷt õọỹ
ao hồn.
õióứm giổợa caùc mỷt bón, kờch thổồ
tỏm khọỳi coù nhióửu lọự họứng hồn nhổng kờch thổồùc caùc lọự họứng nhoớ hồn .
Maỷng lỏỷp phổồng tỏm mỷt :
-Loa
ỷi 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
cheùo khọỳi ^111`, kờch thổồùc 0,225d , coù tỏỳtca
tỏm mỷt coù sọỳ lọự họứng ờt
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 mọỹtn
ch
c
8
Vê dủ : Sàõt l kim loải cọ tênh âa hçnh , å
Hçnh 1.6-Cạc loải läù häøng trong mảng láûp
phỉång tám màût (a) v láûp phỉång tám khäúi. (b)
í nhiãût âäü < 911
o
C v tỉì 1392

. Nhỉng khi lm ngüi xúng -30
o
C thç tråí thnh Sn
D
cọ mu xạm åí dảng bäüt.
2-Sỉû thay âäøi tênh cháút khi co
Khi cọ chuøn biãún âa hçnh cạc kim loải âãưu cọ sỉû thay âäøi cạc tinh cháút ca chụng.
-Thãø
Tỉì Fe
D
sang Fe
E
thãø têch ca cọ gim âi khong 1% . Tỉì Sn
E
-Thay âäøi vãư cå tênh : t
-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 loảik
lỉåỵng âãø táûn dủng cạc tênh cháút cọ lå
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 phỉå
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
Vờ duỷ : Tinh thóứ õọửng theo caùc phổồng khaùc nhau coù õọỹ bóửn keùo thay õọứi tổỡ 140
8.10

loaỷi õóứ coù õổồỹc tinh thóứ phaới aùp duỷng cọng nghóỷ õỷc bióỷt "nuọi" õồn tinh thóứ. Ngaỡy nay
ngổồỡi ta mồùi chóỳ taỷo õổồỹc caùc õồn tinh thóứ kim loaỷi coù kờch thổồùc nhoớ, daỡi khoaớng 3,5
cm.
Mọỹt sọỳ õồn tinh thóứ, õỷc bióỷt laỡ khoaùng vỏỷt, coù bóử mỷt ngoaỡi khaù nhụn, hỗnh daùng
xa
ùc õởnh, õoù laỡ nhổợng mỷt phúng nguyón
nguyón tổớ lồùn nhỏỳt).
Tờ
knhaucoù mỏỷt õọỹ nguyón tổớ khaùc nhau.

.
a tinh thóứ : laỡ kim loaỷi coù cỏỳu taỷo gọửm nhióửu tinh thóứ. Mọựi tinh thóứ trong õoù goỹi laỡ
haỷt.
a tinh thóứ coù caùc õỷc õióỳm sau :
-Do sổỷ õởnh hổồùng maỷng tinh thó
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, caùnkim
hổồùng cuớa noù. Vờ duỷ : dỏy theùp khi keùo nguọỹi vồùi õọỹ b
cỏửn cỏứu, caù
p 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
n

däưn ẹ
p lải.
Säú lỉåüng cạc nụt träúng v ngun
nhiãût âäü. Nhiãût âäü cng
. Kim loải cng báøn thç kh nàng ngun tỉí lả chui vo mảng tinh thãø cng nhiãưu
v do âọ säú lỉåüng sai lãûch âiãøm tàng.
b.Cạc sai lãûch âỉåìng :
l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc låïn theo mäüt chiãưu âo v bẹ theo hai chiãưu âo co
Nọ cọ dảng âỉåìng thà
-Mäüt da cạc nụt träúng hay cạc sai lãûch âiãøm khạc
-Lãûch : l dảng sai lãûch âỉåìng quan trng nháút v cọ tênh äøn âënh cao.
c.Cạc sai lãûch màût :
la
d
m
11
`
HÇnh 1.8- Sai lãûch âiãøm trong mảng tinh thãø.
ụt träúng Schottky a) Nụt träúng Frenkel. b) N
håì sỉû phạt triãøn ca l thuút lãûch cho phẹp gii thêch âỉåüc nhiãưu váún âãư nhỉ cå
cáúu trỉåü uút v âäü bãưn thỉûc tãú,sỉû kãút tinh ...Theo
hçnh dạn
ûc ca
lãûch âỉ

àût song song v cạch âãưu nhau nỉỵa m nhỉ gäưm båíi mäüt
àût cong qún quanh trủc AD cọ dảng màût vêt v ta cọ lãûch xồõn. AD gi l trủc ca
lãûch xồ cọ thãø di âãún hng nghçn hng vản thäng säú mảng,cn tiãút diãûn ca sỉû xä
lãûch chè vi thäng säú mảng.
c, d) Ngun tỉí xen k v thay thãú

ho õọỹ bóửn thổỷc tóỳ cuớa noù giaớm õi rỏỳt nhióửu so vồùi tờnh toaùn. Vờ duỷ : sừt coù
-Mọhỗnhtaỷo lóỷch õổồỡng trong maỷng tinh thóứ.
ch họ
A
Hỗnh 1.10- Lóỷch xoừn: mọ hỗnh taỷo thaỡnh (a), mọ hỗnh khọng
B
C
D
b)
c)
a)
b.Taùc duỷng cuớa lóỷch :
Lóỷch coù vai troỡ rỏỳt lồùn trong tinh thóứ, noù aớn
gian (b) vaỡ sổỷ sừp xóỳp nguyón tổớ trong vuỡng lóỷch (c)
bióỳn pha, quaù trỗnh trổồ
c
V
b
lt =
3000MN/m
2
, trong khi õoù1
V
b
tt = 250MN/m
2
.
13
Hçnh 1.11- Cạch xạc âënh vectå trỉåüt (Burgers)
a) Trong tinh thãø han chènh

liãûu hc thäng dủng cọ âäü pho
chãú tảo khạ cäng phu. Phỉång pha
-Cạc thnh pháưn täø chỉ
-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 xãúpc
tia rån ghen . Càn cỉï v
âỉåüc sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí v khong cạch giỉỵa cạc màût tinh thãø .
3-Phán têch họa hc v quang phäø quang phäø :
a-Phán têch họa hc :
14
Láúy phoi ca kim loải cáưn phán têch mang ho tan vo cạc a xit thêch håüp. Sau âọ
n
ang phäø ca máùu nghiãn cỉïu våïi cạc bn máùu cọ sàơn s biãút
rong âọ. Vë trê v mu sàõc ca
vảch cho
.Cọ thãø xạc âënh mäüt cạch gáưn âụng thnh pháưn cạc bon bàòng tia
i mi êt, tia lỉía hẻp v di. Khi lỉåüng
cạc
uy hiãøm . Cáưn
gk thût ta
dn
ải âỉåüc luûn bàòng phỉång phạp náúu chy lng sau âọ âem
hnh pháøm. Cháút lỉåüng ca váût âục phủ thüc pháưn
ïn
hê.
loải lng cọ nhỉỵng âàc âiãøm sau :

phạt hiãûn cạc khuút táût ny. Tia rån ghen cọ kh nàng phạt hiãûn âỉåüc táût hng trong chi
tiãút thẹp dy 20 cm. Tia gam ma kiãøm tra âỉåüc váût cọ chiãưu dy låïn hån.
1.2.CÁÚU TẢO CA KIM LOẢI LNG V ÂIÃƯU KIÃÛN KÃÚT TINH :
Pháưn låïn cạc kim lo
âục thnh hçnh sn pháøm hay bạnt
lå vo quạ trçnh chuøn tỉì trảng thại lng sang trảng thại ràõn, âọ l quạ trçnh kãút tinh .
Âënh nghéa : kãút tinh l quạ trçnh hçnh thnh mảng tinh thãø tỉì trảng thại lng v thỉåìng
gi l
kãút tinh láưn thỉï nháút .
1.2.1.Cáúu tảo ca kim loải lng :
Trong kim loải lng cạc ngun tỉí khäng sàõp xãúp häùn loản nhỉ åí trảng thạik
Song cng khäng sàõp xãúp tráût tỉû nhỉ åí trảng thại ràõn. Nãúu xem xẹt biãøu hiãûn bãn ngoi
thç kim loải lng gáưn våïi kim loải ràõn hån so våïi trảng thại khê.
Cáúu tảo cakim
-Liãn kãút váùn l liãn kãút kim loải nhỉ åí trảng thại ràõn nhỉng cọ úu hån .
-Cạc ngun tỉí ln cọ xu hỉåïng sàõp xãúp tráût tỉû, tỉïc l mäùingu
ạch nháút âënh våïi cạc ngun tỉí bãn
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
ø têch gim 30%.
àòng 5-10% nhiãût họa håi.
ãût dung kim loải lng chè chè khạc kim loải ràõn 10%
ạ trçnh kãút tinh :
ûi vë trê A ln cọ xu
hỉåï

g û tr ỵ nl ãú ng
(1),
hn bi.
Trong hãû thäúng váût cháút gäưm
û trỉỵ âỉåüc âàûc trỉng bàòng nàng l
F = U - TS
Trong âọ : -U l näüi nàng ca hãû t
-S l enträpi
Nàng lỉåüng tỉû do thay âäøi theo nhiãût
âäü v cạc úu täú khạc. Tỉì biãø
quan hãû giỉỵa nàng lỉåüng tỉû do v nhiãût
âäü ta tháúy :
-Våïi T > T
s
ta cọ F
r
> F
l
do âọ kim
loải täưn tải åí trảng thại lng
-Våïi T < T
s
ta cọ F
r
< F
l
, do âọ kim
loải täưn tải åí trảng thại ràõn.
Nhỉ váûy khi lm ngüi kim loải lng xúng dỉåïi nhiãût âäü Ts s cọ quạ trçnh kãút
tinh xy ra . Tải nhiãût âäü Ts ta cọ Fr = F

ngüi v hiãûu säú giỉỵa hai nhiãût âäü âọ gi l âäü quạ ngüi, k hiãûu 'T. Pháưn låïn cạc kim
16
loải kãút tinh våïi âäü quạ ngüi 'Tnh , khong tỉì 2
y
5
0
C . Tuy nhiãn cng cọ kim lai
kãút tinh våïi âäü quạ ngüi låïn (Stibi cọ 'T = 41
o
C).
Váûy âiãưu kiãûn nàng lỉåüng âãø xykãút tinh l phi lm ngüi kim loải lng tåïi nhiãût
út tinh våïi sỉûü quạ ngüi nháút âënh. Ta cng cọ thãø
ënh nhiãût
ỵ xy ra. Sỉû kãút tinh thỉûc hiãûn âỉåüc l nhåì cọ hai quạ trçnh sau :
ng tám kãút tinh cọ kêch thỉåïc ráút nh, gi
ncạc pháưn tỉí ràõn cọ cáúu tảo tinh thãø, cọ kêch thỉåïc ráút
ãúp tỉì kim loảíi lng khäng cáưn sỉû
åüng l nv '
v
.N tiãúp xục giỉỵa ràõn v lng nãn nàng lỉåüng tỉû
do s ỉỵa nhọm ngun
tỉí v äüt âån vë diãûn têch. Khi tảo ra n
nhọm ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû trãn åüng c hãû thäúng biãún âäøi mäüt lỉåüng l:
âäü tháúp hån T
s
hay kim loải lng chè kã
l lûn tỉång tỉû nhỉ váûy våïi quạ trçnh nọng chy v chuøn biãún th hçnh . Do âäü quạ
ngüi v âäü quạ nung ca pháưn låïn kim loải bẹ nãn cọ thãø dỉûa vo T
s
âãø xạcâ

.Gi 'F
v
= F
l
- F
r
, 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
s
.
Khi tảo ra n nhọm ngun tỉí tráût tỉû nọi trãn thç nàng lỉåüng ca hãû thäúng gim âi mäüt
lỉ F hỉng do tảo nãn bãư màût
tàng thãm mäüt lỉåüng l nsV. Trong âọ : s l diãûn têch tiãúp xụcgi
åïi kim loải lng ,cn V lsỉïc càng bãư màût trãn m
thç nàng lỉ
'F = - nv'F
v
+ nsV
Coi cạc nhọm ngun tỉí tráût tỉû cọ dảng hçnh cáưu bạn kênh r, ta cọ:
'F = -
3
4
Sr
3
n'F + 4Sr
2
nV (1)
v

âi.
Ta cọ thãø tênh bạnkên
Fv'
V
2
c r û(2) , giạ trë r = 0 khäng cọ nghéa. Khi nhiãût âäü kãút tinh cng tháúp
('Fåïn) thç r
th
cng nh v cng cọ nhiãưu nhọm ngun tỉí tráût tỉû cọ kêch thỉåïc låïn hån
r
th
â í thnh máưm. Do âọ sỉû kãút tinh xy ra dãù dng hån. Tải T = T
s
ta cọ r
th
=
v
ãø trå
l
f
,quạ
trçnh sinh máưm khäng xy ra .
ïng
û sinh ráút quan trng trong thỉûc tãú v do váûy quạ trçnh kãút tinh xy ra ráút
tan ráút nh nhỉ äxyt, bủi tỉåìng l, nitrit, hydrit...cọ
kiãøu
biãût l cạc vãút nỉït v chäù läưi lm trãn thnh khn.
2-Quạ trçnh phạt triãøn máưm :
Sau khi cạc máưm âỉåüc tảo ra chụng s tiãúp tủc phạt tiãøn lãn thnh hảt tinh thãø. Quạ
çnh ny lm cho nàng lỉåüng tỉû do ca hãû gim âi ph håüp våïi tỉû nhiãn (l quạ trçnh tỉû

máưm
hỉỵng hảt do máưm sinh ra trỉåïc s låïn hån vç
gcng êt cọ âiãưu
cạc hçnh dạng sau âáy :
ỉång.
-Hảt dảng táúm : do máưm phạt triãøn mảnh theo mäüt màût â cho.
ilm ngüi ráút nhanh.
màût cọ
máût âä åïn máưm phạt triãøn mảnh hån cạc phỉång v màût cọ máût âäü bẹ. Màût khạc tinh
thãø cn phạt triãøn mảnh theo phỉång tn nhiãût, nãn ban âáưu ca sỉû kãút tinh, tinh thãø cọ
k quạ trçnh kãút tinh ta nháûn tháúy : âáưu tiãn máưm phạt
nãn trủc thỉï nháút. Sau âọ tỉì trủc thỉï nháú
t tảo ra trủc thỉï
c no âọ. Räưi tỉì trủc hai phạt triãøn ra trủc ba...
D
r
T
V
JD
J
V
DE
V
EJ
E
D
T
V
DE
V

a-Sỉû kãút tinh hçnh nhạnh cáy :
Sỉû phạt triãøn ca tinh thãø cng cọ tênh dë hỉåïng, tỉïc l theo cạc phỉång v
ü l
dảng hçnh nhạnh cáy. Quan sạt
triãøn theo phỉång cọ låüi nháút tảo
hai lm våïi trủc thỉï nháút mäüt gọ
19
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 váûtliãûu hc Nga
tron
quan trng âãø âạnh giạ cháút
åünâãø âo âảc
ïch ny khạ phỉïc tảp nãn êt dng).
áút, cáúp tạm l hảt bẹ nháút.
ảt, cạc phỉång phạp lm nh hảt:
Sa hiãưu trỉåìng håüp cọ
thãø nhçn tháúy bàòng màõt
ïng lm nh hảt kim loải vç hảt nh cọ cå tênh
håüp do u cáưu ca k thût ta måïi lm cho
h

Tron
n
v
n
,v
'
'T
'T
Hçnh 1.17- nh hỉåíng ca
âäü quạ ngüi
'
T âãún n, v
hỉåíng âãún âäü låïn ca hảt kim loải nhỉng
nh hỉåíng mảnh nháút l âäü quạ ngüi
'
T. Âãø âạnh giạ nh hỉåíng ca âäü quạ
n
lỉ
m
20
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
aỡng nhoớ vaỡ tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm
caỡng
ng trón nhổ sau :
Hầnh 1.18- Aớnh cỏỳp haỷt chuỏứn ổùng vồùi õọỹ phoùng õaỷi 100 lỏửn.
trong mọỹt õồn vở thồỡi gian, kyù hióỷu v, õồn vở mm/s.
Tọỳc õọỹ sinh mỏửm caỡng lồùn thỗ kờch thổồùc haỷtc

biãût, nọ ha tan v háúp phủ vo bãư màût máưm hản chãú sỉû phạt triãøn di ca máưm. Vê dủ :
khi âục håüp kim nhäm -si lic ngỉåìi ta cho vo mäüt häùn håüp múi natri (
3
2
NaCl,
3
1
NaF)
våïi t lãû 0,05-0,08%, chụng ha tan vo v hản chãú sỉû phạt triãønca tinh thãø si lic. Do
n ỉïng.
hnh sn pháøm hay bạn thnh
âục ráút âa dảng, nhiãưu váût âục cọ hçnh dạng ráút phỉïc tảp. Vç váûy
å
cạc hảt hçnh trủ, tỉïc l cạc hảt di v vng gọc våïi thnh khn
Phỉång thoạt nhiãût
váûy lm cho hảt nh.
* Ngoi ra cháút biãún tênh cn cọ tạc dủng lm thay âäøi hçnh dạng hảt (tảo
graphêt cáưu trong gang) ci thiãûn ráút mảnh cå tênh ca váût liãûu.
Cáưn chụ l phi tiãún hnh biãún tênh âụng lục, cháút biãún tênh chè cho vo kim loải
lng vi phụt trỉåï
c khi rọt khn. Nãúu quạ såïm thç kim loải chỉa këp kãút tinh cháút biãún
tênh s näøi lãn v âi vo xè. Nãúu quạ mün thç khäng këp ph
1.2.7. Cáúu tảo ca váût âục:
Kim loải lng sau khi náúu luûn xong âỉåüc âụct
pháøm. Cạc sn pháøm
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 :

hỉïc xun tinh chè cọ låüi khi u cáưu váût âục cọ máût âäü låïn v khäng qua biãún dảng
o (cạn, rn). Nãúu lm ngüi khn ráút cháûm thç vng 3 láún ạt hàó
n vng 2, váût âục cọ
áût âäü nh v dãù dng biãún dảng do.
k
m
c
c
d
m
Hçnh 1.19- Täø chỉïc 3 vng ca thi âục.
i cng; 2) Vng tinh thãø hçnh trủ (trung gian) 1) Vng ngo
2-Cạc táût hng ca váût âục :
Cạc táût hng lm xáúu cháút lỉåüng ca váût âục. Vç váûy ta phi nghiãn cỉïu âãø tçm biãûn
phạp hản chãú hồûc loải b chụng. Trong váût âục thỉåìng gàûp cạc táût hng sau âáy :
1-Räù co (räù xäúp, räù tãú vi):
3) Vng hảt to (trung tám)
Do quạ trçnh kãút tinh dảng nhạnh cáy nãn dng kim loải lng khäng thãø âiãưn âáưy
ãút
Räù co nh hỉåíng khäng âạng kãø âãún cå tênh ca váût âục.
ûn ca váût âục v phi càõt b âi. Do váûy pháưn thãø têch váût âục sỉí dủng
ng tỉì 85%-95%. Khàõc phủc lm co bàòng âáûu ngọt âãø âỉa nọ ra ngoi váût
âục.
htáút c nhỉỵng khe håí giỉỵa cạc nhạnh cáy âọ. Khi kãút tinh thãø têch kim loải bë gim âi
s tảo nãn cạc läù häøng tải âọ. Hiãûn tỉåüng ny gi l räù co. Räù co phán bäú khàõp váût âục
v lm gim máût âäü ca váût âục nãn lm xáúu cå tênh c
a nọ. Cọ thãø khàõc phủc räù co
bàòng cạch biãún dảng nọng, lục ny räù co âỉåüc hn kên lải (bãư màût räù co chỉa bë ä xy
họa).
2-Lm co:

ilåïn... Mäüt säú håüp kim âàûc biãût cọ nhỉỵng tênh cháút qu :
liãn tủc ca váû
dilåïp 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 rọtkh
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 HÅ
Trong k thût, âàûc biãût l
m thỉåìng dng
bcạch náúu chy räưi pha träün våïi nhau theo t lãû â âënh, sau âọ âem âục th
nh sn
pháøm. Täø håüp âọ gi l håüp kim. Håüp
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 loa
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
nãn giỉỵa cạc ngun täú kim loải våïi nhau, hay
Vê dủ : -Thẹp cạc bon l håüpk
- La täng l håüp kim ca hai ngun täú kim loải (Cu + Zn)
Thnh pháưn ca cạc ngun täú trong håüp kim âỉåüc biãøuthë
ngun täú. Täøng cạc thnh pháưn trong håüp kim ln ln bàòng 100%. Âäi khi
ngỉåìi ta cn dng t lãû pháưn tràm ngun tỉí.
2-Cạc ỉu viãût ca håüp kim :