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 hck 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 b
n 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%
2-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%

Menâãlãẹp. Khäúi lỉåüng ngun tỉí bàòng khäúi lỉåüng hảt nhán ca nọ vç khäúi lỉåüng ca
präton v nåtron låïn hån ráút nhiãưu so våïi khäúi lỉåüng âiãûn tỉí. Våïi cng khäúi lỉåüng âiãûn tỉí
v präton, hảt nhán cọ thãø chỉïa säú lỉåüng nåtron khạc nhau v tảo nãn cạc âäưng vë ca cng
mäüt ngun täú họa hc.
Xạc sút tçm tháúy âiãûn tỉí trãn mäüt qu âảo nạo âọ xung quanh hảt nhán âỉåüc xạc
âënh bàòng bäún tham säú gi l säú lỉåüng tỉí. Cọ nghéa l trảng thại nàng lỉåüng ca mäùi âiãûn
tỉí trong ngun tỉí âỉåüc xạc âënh båíi bäún säú lỉåüng tỉí. Cạc säú lỉåüng tỉí gäưm cọ :
a-Säú lỉåüng tỉí chênh n : cọ cạc giạ trë bàòng 1, 2, 3, 4 xạc âënh nàng lỉåüng cho
phẹp ca âiãûn tỉí. Cạc âiãûn tỉí cọ cng säú
lỉåüng tỉí chênh n håüp thnh mäüt låïp âiãûn tỉí. Cạc
låïp âiãûn tỉí láưn lỉåüt l : K, L, M, N tỉång ỉïng våïi n = 1, 2, 3, 4
b-Säú lỉåüng tỉí phỉång vë l : xạc âënh cạc giạ trë cho phẹp ca mämen xung lỉåüng
qu âảo, cọ trë säú bàòng 0, 1, 2, 3 (n - 1). Cạc âiãûn tỉí våïi l khạc nhau ca cng låïp tảo
thnh nhỉỵng phán låïp tỉång ỉïng, k hiãûu láưn lỉåüt l s, p, d, f ỉïng våïi l = 0, 1, 2, 3
c-Säú lỉåüng tỉí tỉì m
l
: xạc âënh kh nàng âënh hỉåïng cho phẹp ca vẹc tå mämen
xung lỉåüng qu âảo âäúi våïi chiãưu ca tỉì trỉåìng bãn ngoi, cọ trë säú bàòng 0, .
1, 2, 3 l±±± ±
d-Säú lỉåüng tỉí spin m
s
: xạc âënh kh nàng âënh hỉåïng ngỉåüc chiãưu nhau ca vẹc tå
mämen xung lỉåüng spin ca âiãûn tỉí, m
s
=
1/2.
±

Ngoi ra sỉû phán bäú âiãûn tỉí theo cạc mỉïc khạc nhucon phi tn theo ngun l
loải trỉì Pauly : mäùi trảng thại våïi ba säú lỉåüng tỉí n, l, m

l+1
= h
ν
våïi h = 6,627.10
-27
ec.s (hàòng säú Planck)

2
1.1.2.Cạc loải liãn kãút ngun tỉí thỉåìng gàûp :
Trong cháút ràõn thỉåìng gàûp bäún loải liãn kãút sau âáy : liãn kãút âäưng họa tri, liãn kãút
ion, liãn kãút kim loải, liãn kãút häùn håüp v liãn kãút Vanderval.
1-Liãn kãút âäng họa trë :
Liãn kãút ny tảo ra khi hai hồûc nhiãưu ngun tỉí gọp chung nhau mäüt säú âiãûn tỉí ãø
cọ â tạm âiãûn tỉí åí låïp ngoi cng (âiãûn tỉí họa trë). Vê dủ liãn kãút âäưng họa trë giỉỵa hai
ngun tỉí clo trong phán tỉí Cl
2
. Hai ngun tỉí ny cọ säú âiãûn tỉí låïp ngoi cng l 7. Do
váûy chụng phi gọp chung hai âiãûn tỉí låïp ngoi cng âãø â tạm âiãûn tỉí.
Âàûc âiãøm ca liãn kãút âäưng họa trë :
1-Liãn kãút cọ tênh âënh hỉåïng, nghéa l xạc sút täưn tải cạc âiãûn tỉí liãn kãút låïn
nháút theo phỉång näúi tám cạc nguyn tỉí.
2-Cỉåìng âäü liãn kãút phủ thüc ráút mảnh vo âàûc tênh liãn kãút giỉỵa cạc âiãûn tỉí họa
trë våïi hảt nhán. Vê dủ cạc bon åí dảng âa hçnh kim cỉång cọ liãn kãút âäưng họa trë ráút mảnh
vç bäún âiãûn tỉí họa trë (trong säú sạu âiãûn tỉí) liãn kãút háưu nhỉ trỉûc tiãúp våïi hảt nhán. Do váûy
nhiãût âäü nọ
ng chy ca nọ cao hån 3550
o
C. Trong khi âọ thiãúc (Sn) cọ liãn kãút âäưng họa trë
ráút úu vç bäún âiãûn tỉí họa trë (trong säú 50 âiãûn tỉí) nàòm xa hảt nhán nãn lỉûc liãn kãút úu âäúi
våïi hảt nhán do âọ nhiãût âäü nọng chy tháúp 270

nghéa l cạc âiãûn tỉí cho v nháûn nàòm gáưn hảt nhán. Liãn kãút ion l loải liãn kãút khäng âënh
hỉåïng. Vê dủ : hydrä tảo våïi F, Cl, Br, I cạc håüp cháút HF, HCl, HBr, HI cọ nàng lỉåüng liãn
kãút láưn lỉåüt l 5,81; 4,44; 3,75 v 3,06 eV/mol.
3-Liãn kãút kim loải :
Cạc ion dỉång kim loải tảo thnh mảng xạc âënh, âàût trong khäng gian âiãûn tỉí tỉû
do chung. Nàng lỉåüng liãn kãút l täøng håüp lỉûc âáøy v hụt ténh âiãûn giỉỵa cạc ion dỉång v
máy âiãûn tỉí tỉû do . Liãn kãút kim loải thỉåìng âỉåüc tảo nãn tỉì nhỉỵng ngun tỉí cọ êt âiãûn tỉí
họa trë. Vê dủ : cạc ngun tỉí
åí nhọm IA trong bng tưn hon Menâãlãep våïi mäüt âiãûn tỉí
họa trë cọ tênh kim loải âiãøn hçnh. Cng âi vãư bãn phi ca bng tưn hon tênh cháút âäưng
họa trë trong liãn kãút cng cao. Cạc cháút ràõn cọ liãn kãút kim loải trong cáúu trục tinh thãø ca
nọ cọ tênh âäúi xỉïng cao.

3

+
+
+
+
+
- -
+
- -
+
- -
+
+
+
+
-

âiãûn tỉí
"chung" bë biãún dảng v tảo thnh ngáùu cỉûc âiãûn, âọ l tiãưn täú ca liãn kãút ion. Tênh
ion ca liãn kãút s cng låïn nãúu sỉû khạc nhau vãư tênh ám âiãûn ca cạc ngun tỉí cng låïn.
Vê dủ : Na cọ tênh ám âiãûn bàòng 0,9 cn Cl cọ tênh ám âiãûn bàòng 3,0. Do váûy trong liãn kãút
NaCl gäưm khong 58% liãn kãút ion v 48% liãn kãút âäưng họa trë. Táút c nhỉỵng liãn kãút dë
cỉûc âãưu mang tênh cháút häùn håüp giỉỵa liãn kãút ion v âäưng họa trë
5-Liãn kãút úu (liãn kãút Val der Val) :
Liãn kãút âäưng họa trë cho phẹp gii thêch sỉû tảo thnh cạc phán tỉí nhỉ nỉåïc (H
2
O)
hay poltylen (C
2
H
4
)
n
nhỉng khäng thãø gii thêch sỉû tảo thnh mäüt säú váût ràõn tỉì nhỉỵng
phán tỉí trung ha nhỉ nỉåïc âạ, polyme
Trong nhiãưu phán tỉí cọ liãn kãút âäưng họa trë, do sỉû khạc nhau vãư tênh ám âiãûn ca
cạc nguøn tỉí, trng tám âiãûn têch dỉång v âiãûn têch ám khäng trng nhau s tảo thnh
ngáùu cỉûc âiãûn v phán tỉí bë phán cỉûc. Liãn kãút Val der Val l liãn kãút do hiãûn tỉåüng hụt
nhau giỉỵa cạc ngun tỉí hồûc phán tỉí bë phán cỉûc åí trảng thại ràõn . Âáy l loải liãn kãút úu,
ráút dãù bë phạ hy do ba âäüng nhiãût. Do váûy cạc cháút ràõn trãn cå såí liãn kãút Val der Val cọ
nhiãût âäü nọng chy tháúp.
1.2.CÁÚU TẢO MẢNG TINH THÃØ L TỈÅÍNG :
1.2.1.Cạc khại niãû
m cå bn :

4
1-Màût tinh thãø : trong kim loải cạc ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû , tỉïc l chụng âãưu nàòm

tỉí no cng cọ tạm ngun tỉí cạch âãưu nọ mäüt khong gáưn nháút.
2- Láûp phỉång tám màût A1 (diãûn tám) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v tám ca cạc
màût bãn . Nãúu coi cạc ngun tỉí l hçnh cáưu v biãøu diãùn gáưn nhỉ tháût thç ngun tỉí nàòm åí
âènh v tám ca cạc màût bãn thç tiãúp xục våïi nhau .Cạc ngun tỉí cn lải khäng tiãúp xục
våïi nhau . Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l d =
2
2a
v r =
4
2a
. Kiãøu mảng
ny chè cọ mäüt thäng säú mảng l a . Thỉåìng gàûp trong cạc kim loải Fe
γ
, Cu, Ni, Al, Pb Säú
sàõp xãúp ca mảng A1 l K12.
3-Sạu phỉång xãúp chàût A3 (lủc giạc xãúp chàût) : 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 .Sạu phỉång xãúp chàût cọ hai thäng säúù mảng l a v c , tè säú c/a gi l hãû
säú xãúp chàût .Trong trỉåìng håüp l tỉåíng
3
8
=
a
c

≈
1,633 .Trong thỉûc tãú tè säú c/a khäng
âụng l 1,633 m dao âäüng trong trong khong 1,57
÷
1,64 v cng âỉåüc coi l xãúp chàût .

1.Sai lãûch âiãøm :
Sai lãûch âiãøm l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc ráút nh theo ba chiãưu âo khäng gian (cåỵ
kêch thỉåïc ngun tỉí). Cọ cạc dảng sau : nụt träúng, ngun tỉí xen k v ngun tỉí tảp cháút.
a-Nụt träúng v ngun tỉí xen k : Trong tinh thãø ngun tỉí ln ln dao âäüng
nhiãût xung quanh vë trê cán bàòng ca mçnh. Tải nhiãût âäü xạc âënh, nàng lỉåüng dao âäüng ca
mäùi ngun tỉí tn theo l thuút thäúng kã Mạc xoen - Bol zå man nãn khäng giäúng nhau.
Khi mäüt säú ngun tỉí no âọ cọ nàng lỉåüng cao, våïi biãn âäü dao âäüng låïn, chụng cọ kh
nàng råìi b nụt mảng v âãø lải nụt khäng cọ ngun tỉí
, âọ l nụt träúng. Sau âọ ngun tỉí
cọ thãø chuøn sang vë trê giỉỵa cạc nụt ( cå chãú tảo nụt träúng Frenken) tảo ra sai lãûch âiãøm
dảng ngun tỉí xen k . Khi ngun tỉí råìi khi vë trê cán bàòng âi ra bãư màût tinh thãø gi l
cå chãú nụt träúng Sätky
Sỉû xút hiãûn nụt träúng v ngun tỉí xen k ln lm xút hiãûn trỉåìng ỉïng sút
hçnh cáưu (kẹo xung quanh nụt träúng v nẹn xung quanh ngun tỉí xen k). Näưng âäü nụt
träúng thỉûc tãú låïn hån nhiãưu so våïi ngun tỉí xen k vç nàng lỉåüng tảo nụt träúng nh hån
nhiãưu so våïi ngun tỉí xen k. Máût âäü nụt träúng biãøu diãùn theo cäng thỉïc :
exp( )
nQ
NK
=−
T

Trong âọ : -n,N : säú nụt träúng v säú nụt mảng.
-Q : nàng lỉåüng tảo nụt träúng
-K : hàòng säú Bolzåman
-T : nhiãût âäü tuût âäúi.
Qua cäng thỉïc trãn ta tháúy ràòng näưng âäü nụt träúng tàng nhanh theo nhiãût âäü v cọ
giạ trë låïn nháút åí kim loải lng.
b-Ngun tỉí tảp cháút : Trong thỉûc tãú khäng thãø cọ váût liãûu kim loải ngun cháút
tuût âäúi. Våïi cäng nghãû náúu luûn hiãûn âải ngy nay cọ thãø âảt âäü sảch âãún 99,99999%.

bàòng nỉía màût phàóng ABCD, sau âọ xã dëch hai mẹp ngoi ngỉåüc chiãưu nhau sao cho cạc
ngun tỉí màût ngoi s xã dëch mäüt âoản bàòng mäüt thäng säú mảng theo âỉåìng CD. Do âọ
cạc ngun tỉí s sàõp xãúp lải quanh AB theo âỉåìng xồõn äúc v ta cọ lãûch xồõn. AB gi l
trủc lãûch xồõn. Nãúu âỉåìng xồõn äúc ngun tỉí xung quanh trủc lãûch theo chiãưu kim âäưng häư
gi l lãûch xồõn phi, k hiãûu ngỉåüc lải gi l lãûch xồõn trại, k hiãûu .

H
çnh 1.5- Lãûch xồõn: mä hçnh tảo thnh (a), mä hçnh khäng
gian (b) v sỉû sàõp xãúp ngun tỉí trong vng lãûch (c)
c)
b)a)
D
C
B
Ac-Lãch häùn håüp : Trong nhiãưu trỉåìng håüp mäüt lãûch cọ âàûc trỉng c

vng biãn giåïi hảt khäng sàõp xãúp theo tráût tỉû mảng v cọ thãø coi nhỉ vng cáúu trục vä âënh
hçnh. Chiãưu dy biãn giåïi hảt phủ thüc vo âäü sảch cụa váût liãûu, cọ thãø âảt hng tràm
thäng säú mảng. Kim loải cng tinh khiãút chiãưu dy biãn gåïi hảt cng mng.
b-Biãn giåïi siãu hảt : Siãu hảt (bläúc) l nhỉỵng vng tinh thãø nh (kêch thỉåïc trung
bçnh cåỵ 10
2
- 10
4
nm, våïi cáúu trục tinh thãø khạ hon chènh, âënh hỉåïng lãûch nhau mäüt gọc
nh, ngàn cạch bàòng biãn giåïi siãu hảt. Biãn giåïi siãu hảt thỉûc cháút l nhỉỵng tỉåìng lãûch,
tảo nãn do nhỉỵng lãûch cng dáúu tỉång tạc láùn nhau khi chụng trỉåüt trãn nhỉỵng màût trỉåüt
song song v giỉỵ nhau åí vë trê cán bàòng. Hai siãu hảt lán cáûn âënh hỉåïng lãûch nhau mäüt gọc
bàòng :
b
D
θ
=
b
D
θ
=
.
D - khong cạch trung bçnh giỉỵa cạc lãûch biãn cng dáúu trãn trỉåìng lãûch.
b - vẹc tå trỉåüt (Bure).
Biãn giåïi cạc siãu hảt thỉåìng xút hiãûn trong qụa trçnh kãút tinh lải, cọ tạc dủng cn
tråí trỉåüt v tỉång tạc våïi cạc loải sai lãûch âiãøm khạc nãn cng âọng vai tr trong tênh do
ca váût liãûu.
c-Sai lãûch xãúp : Sai lãûch xãúp (cn gi l khuút táût xãúp) l sỉû phạ våỵ tráût tỉû xãúp
chàût ca tinh thãø. Gi sỉí mảng A1 cọ tráût tỉû sàõp xãúp l ABCABCABC, vç l do no âọ, tráût
tỉû âọ bë phạ våỵ, chàóng hản thỉìa mäüt låïp xãúp chàût âãø cọ sai lãûch xãúp thỉìa ABACA Nãúu

, lm
gim
SLX
γ
, tỉïc l tàng cn tråí chuøn âäüng ca lãûch bàòng sai lãûch xãúp.
d-Cáúu trục màût ngoi tinh thãø : Màût ngoi tinh thãø cọ hçnh thại täưn tải khạc so våïi
nhỉỵng màût phàóng tinh thãø åí bãn trong. Cọ thãø hçnh dung dãù dng ràòng âäúi våïi cạc ngun
tỉí åí màût ngoi (màût giåïi hản tinh thãø) khäng cọ â säú sàõp xãúp nhỉ ngun tỉí bãn trong. Vç
váûy åí màût ngoi chụng khäng sàõp xãúp theo tráût tỉû quy âënh ca tinh thãø v tảo thnh vng
sai lãûch. Sỉïc càng bãư màût tinh thãø (nàng lỉåüng bãư màût) âàûc trỉng pháưn gia tàng nàng lỉåüng
tỉû do âãø giỉỵ cạc ngun tỉí bãư màût åí trảng thại äøn âënh. Do âàûc âiãøm cáúu trục sai lãûch cho
nãn låïp màût ngoi tinh thãø cng cọ nhỉỵng tỉång tạc âàûc biãût våïi cạc sai lãûch khạc.
4-Sai lãûch khäúi :
Nhỉỵng sai lãûch cọ kêch thỉåïc låïn theo ba chiãưu trong mảng tinh thãø gi l sai lãûch
khäúi. Sai lãûch khäúi v mä l nhỉỵng sai hng sinh ra khi náúu, âục håüp kim nhỉ räù co, táûp
trung xè, tảp cháút trong váût âục. Trãn khêa cảnh vi mä cọ thãø coi sai lãûch khäúi nhỉ cạc pha

10
thỉï hai täưn tải trãn nãưn håüp kim. Vê dủ nhỉ graphit trong gang, cạc pha thỉï hai tảo thnh
khi tiãút pha tỉì dung dëch ràõn. Cạc sai lãûch ny l cäú tảo ra âãø náng cao âäü bãưn, ci thiãûn
tênh cháút theo mún. Ty thüc vo cáúu trục, hçnh thại täưn tải, kêch thỉåïc m hiãûu qu
họa bãưn ca nhỉỵng pha thỉï hai ny khạc nhau.
1.3.2.Vai tr ca sai lãûch âäúi våïi tênh cháút :
Sỉû cọ màût ca sai lãûch trong mảng tinh thãø v tỉång tạc giỉỵa chụng nh hỉåíng âãún
tênh cháút ca váût liãûu. Âãø gii thêch tênh cháút cå hc (âäü bãưn, âäü cỉïng, tênh do ) phi dỉûa
vo l thuút bãưn trong âọ cạc mä hçnh cáúu trục vi mä âỉåü
c ạp dủng âãø gii thêch kãút qu
thỉûc tãú. ÅÍ âáy ta xem xẹt sỉû tỉång tạc ca lãûch våïi nhau v nh hỉåíng ca chụng âãún cå
tênh ca váût liãûu.
1-Tỉång tạc giỉỵa cạc lãûch v khại niãûm họa bãưn :

Cå såí ca cạc phỉång phạp họa bãưn váût liãûu tinh thãø l lm gim täúc âäü chuøn
âäüng ca lãûch. Tỉång tạõc giỉỵa cạc lãûch xy ra nhåì trỉåìng ỉïng sút ân häưi ca chụng. Khi
mäüt lãûch trỉåüt gàûp cạc lãûch trong màût trỉåüt giao nhau khạc, trãn mäùi lãûch hçnh thnh mäüt
báûc lãûch. Báûc cn tråí chuøn âäüng lãûch hồûc khi cng chuøn âäüng våïi lãûch s sinh ra
khuút táût âiãøm hồûc cạc vng lãûch åí phêa sau nọ gáy ra họa bãưn (hçnh 1.41 Lã )
2-Tỉång tạc giỉỵa lãûch v sai lãûch âiãøm :
Kãút qu tỉång tạc giỉỵa lãûch v sai lãûch âiãøm lm cho cạc nguú
n tỉí tảp cháút (hay
nụt träúng) têch tủ xung quanh âỉåìng lãûch, tảo ra nhỉỵng âạm máy ngun tỉí tảp cháút (khê
quøn Cätren, Snuk, Suzuki ). Âãø chuøn âäüng lãûch cáưn phi bäø sung thãm nàng lỉåüng tỉì
bãn ngoi (d
σ
) nhàòm gii thoạt khi nhỉỵng âạm máy âọ.
Trong cạc håüp kim täưn tải åí dảng dung dëch ràõn (thay thãú, xen k) cạc ngun tỉí
håüp kim cọ thãø coi nhỉ nhỉỵng sai lãûch âiãøm cäú , hiãûu qu họa bãưn s tàng lãn ráút
nhiãưu.Ngun täú håü kim lm thay âäøi âäü räüng ca sai lãûch xãúp, âáy l mäüt trong cạc
chỉåïng ngải ráút mảnh cn tråí chuøn âäüng ca lãûch. Trong cạc kiãøu mảng A1, A3 khi håüp
kim họa s lm gim nàng lỉåüng ca sai lãûch xãúp, tỉïc l tàng âäü räüng ca nọ, do váûy lm
tàng hiãûu qu họa bãưn. Âọ chênh l họa bãưn bàòng dung dëch ràõn.
3-Tỉång tạc lãûch v biãn giåïi hảt :
Khi trong hảt cọ
mäüt ngưn Frank - Rit hoảt âäüng s cọ vä säú lãûch trỉåüt cho âãún
khi dỉìng lải cảnh biãn giåïi hảt, tảo ra mäüt táûp håüp cọ n lãûch (hçnh 1.45 Lã). Táûp håüp ny s
tảo ra trỉåìng ỉïng sút ân häưi vỉìa tạc dủng ngỉåüc lải, phong ta ngưn lãûch åí trong hảt,

11
vỉìa kêch thêch ngưn åí cạc hảt lán cáûn hoảt âäüng trong quạ trçnh biãún dảng. Biãn giåïi hảt
cn tråí chuøn âäüng ca lãûch l do :
-Tải biãn giåïi cọ cáúu trục khäng tráût tỉû
-Hai hảt âa tinh thãø liãưn nhau cọ âënh hỉåïng khạc nhau vç váûy lãûch ráút khọ thay

tiãún nọ theo ba trủc ta âäü våïi nhỉỵng âoản bàòng chu k tưn hon mảng s âỉåüc âån tinh
thãø.
Âãø cọ âỉåüc âån tinh thãø kim loải ta phi ạp dủng cäng nghãû âàûc biãût ni âån tinh
thãø. Cọ hai phỉång phạp : Zäcranxki v phỉång phạp flux (thnh pháưn khạc nhau). Tênh
cháút âiãøn hçnh ca âån tinh thãø l tênh dë hỉåïng do theo cạc phỉång khạc nhau cọ máût âäü
ngun tỉí khạc nhau. Cäng dủng ca âån tinh thãø l sỉí dủng trong cäng nghiãûp bạn dáùn v
k thût âiãûn.
2-Âa tinh thãø : Âa tinh thãø gäưm ráút nhiãưu tinh thãø nh gi l hảt tinh thãø. Nhỉỵng hảt ny cọ
cng cáúu trục mảng nhỉng âënh hỉåïng ngáùu nhiãn nãn khạc nhau, liãn kãút våïi nhau bàòng
biãn giåïi hảt . Váût liãûu sỉí dủng ch úu l âa tinh thãø.
a-Âäü hảt ca âa tinh thãø : Tỉì khại niãûm nãu trãn ta tháúy cáúu trục c
a âa tinh thãø
gäưm hai pháưn sau :
-Cạc hảt cọ âënh hỉåïng khạc nhau.
-Biãn giåïi hảt cọ cáúu trục khäng tráût tỉû liãn kãút cạc hảt våïi nhau

12

Hỗnh 1.7 -Mọ hỗnh õồn tinh thóứ vaỡ õa tinh thóứ
a) ồn tinh thóứ
b) a tinh thóứ
c) Aớnh tóỳ vi mỏựu õa tinh thóứ sau tỏứm thổỷc
phỏửn nhoớ cuớa õa tinh thóứ (haỷt) vỏựn thóứ hióỷn tờnh dở hổồùng.

14
CHỈÅNG 2 : GIN ÂÄƯ PHA

2.1.CẠC KHẠI NIÃÛM CÅ BN :

khi täi). Trảng thại khäng cán bàòng âỉåüc hçnh thnh våïi täúc âäü ngüi nhanh.
6-Hãû gi äø
n 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.
2.1.2.Quy tàõc pha v cäng dủng :
Trảng thại cán bàòng ca hãû âỉåüc xạc âënh båíi cạc úu täú bãn trong (thnh pháưn
họa hc) v cạc úu täú bãn ngoi ( nhiãût âäü v ạp sút). Tuy nhiãn cạc úu täú ny phủ thüc
láùn nhau. Báûc tỉû
do l säú lỉåüng cạc úu täú âäüc láûp cọ thãø thay âäøi âỉåüc trong phảm vi nháút
âënh m khäng lm thay âäøi säú pha ca nọ (k hiãûu F -freedom).
Quy tàõc pha xạc âënh mäúi quan hãû giỉỵa säú pha P (phase), báûc tỉû do F v säú cáúu tỉí C
(component). Ta cọ :
F = C - P + 2.
Nhỉng do viãûc nghiãn cỉïu váût liãûu tiãún hnh trong khê quøn, cọ ạp sút khäng âäøi nãn
säú úu täú bãn ngoi chè cn mäüt l nhiãût âäü. Vç váûy cäng thỉïc ca nọ l :

15
F = C - P + 1
Cáưn lỉu ràòng báûc tỉû do l nhỉỵng säú ngun v khäng ám, säú pha cỉûc âải ca mäüt hã
chè cọ thãø låïn hån säú cáúu tỉí ca nọ mäüt âån vë (P
MAX
= C + 1), nọ giụp cho viãûc xạc âënh
säú pha ca mäüt hãû håüp kim dãù dng. Vê dủ :
- Khi F = 1 tỉïc la ìchè cọ mäüt úu täú cọ thãø thay âäøi âỉåüc (nhiãût âäü hay thnh pháưn),
lục ny säú pha bàòng säú cáúu tỉí.
- Khi F = 2 cọ hai úu täú thay âäøi âỉåüc cng mäüt lục, säú pha bàòng säú cáúu tỉí trỉì âi 1.
2.2.DUNG DËCH RÀÕN V CẠC PHA TRUNG GIAN :
2.2.1.Khại niãûm v phán loải dung dëch ràõn :

trãn nụt mảng ca cáúu tỉí dung mäi (ngun täú ch).
Nhỉ váûy kiãøu mảng v säú ngun tỉí trong khäúi cå såí âụ
ng nhỉ ca cáúu tỉí dung mäi. Tuy
nhiãn sỉû thay thãú ny êt nhiãưu âãưu gáy ra sỉû xä lãûch mảng, vç khäng thãø cọ hai lai ngun
tỉí cọ kêch thỉåïc hon ton giäúng nhau. Do váûy sỉû thay thãú chè xy ra våïi cạc cáúu tỉí cọ kêch
thỉåïc ngun tỉí khạc nhau êt (våïi kim loải sỉû sai khạc ny khäng quạ 15%). Ty thüc vo
mỉïc âäü ha tan ngỉåìi ta cn chia ra dung dëch ràõn ha tan vä hản v cọ hản.
16Hỗnh 2.2 -Sồ õọử taỷo thaỡnh dung dởch rừn thay thóỳ vaỡ xen keợ


17

H
ỗnh 2.3 -Sồ õọử taỷo thaỡmh dung dởch rừn thay thóỳ hoaỡ tan vọ haỷn

* Caùc tờnh chỏỳt vỏỷt lyù vaỡ hoùa hoỹc gỏửn giọỳng nhau (cỏỳu taỷo lồùp voớ õióỷn tổớ, tờnh ỏm õióỷn,
nhióỷt õọỹ chaớy )
Noùi chung caùc nguyón tọỳ cuỡng trong mọỹt nhoùm cuớa baớng hóỷ thọỳng tuỏửn hoaỡn thoớa
maợn õióửu kióỷn naỡy. Caùc cỷp nguyón tọỳ hỗnh thaỡnh dung dởch rừn vọ haỷn chố coù thóứ laỡ
nguyón tọỳ kim loaỷi. Cỏửn chuù yù rũng õỏy chố laỡ õióửu kióỷn cỏửn cuớa dung dởch rừn vọ haỷn.
b - Dung dởch rừn thay thóỳ hoỡa tan coù haỷn :
Laỡ dung dởch rừn maỡ trong õoù caùc cỏỳu tổớ chố hoỡa tan vaỡo nhau vồùi giaù trở nhỏỳt õởnh,
tổùc laỡ nọửng õọỹ cuớa chuùng bở giaùn õoaỷn.
Caùc cỷp cỏỳu tổớ khọng thoớa maợn bọỳn õióửu kióỷn trón seợ taỷo thaỡnh dung dởch rụn coù haỷn
c - Dung dởch rừn trỏỷt tổỷ vaỡ khọng trỏỷt tổỷ :
Nóỳu sổỷ phỏn bọỳ nguyón tổớ cuớa cỏỳu tổớ hoỡa tan trong maỷng dung mọi mọỹt caùch ngỏựu
nhión thỗ õổồỹc goỹi laỡ dung dởch rừn khọng trỏỷt tổỷ. Trong mọỹt sọỳ õióửu kióỷn naỡo õoù (nhióỷt õọỹ,
nọửng õọỹ) trong mọỹt sọỳ hóỷ caùc nguyón tổớ thay thóỳ coù tờnh quy luỏỷt vaỡ goỹi laỡ dung dởch rừn
trỏỷt tổỷ. Vờ duỷ trong hóỷ Au-Cu khi laỡm nguọỹi chỏỷm nguyón tổớ õọửng sừp xóỳp taỷi tỏm caùc mỷt
bón, coỡn nguyón tổớ vaỡng nũm ồớ caùc õốnh cuớa khọỳi cồ sồớ.
3-Dung dởch rừn xen keợ :
Laỡ loaỷi dung dởch rừn trong õoù nguyón tổớ hoỡa tan nũm xen giổợa caùc nguyón tổớ cuớa
kim loa
ỷi dung mọi, chuùng chui vaỡo lọự họứng trong maỷng dung mọi.Nhổ vỏỷy ta thỏỳy rũng soù

Hỗnh 2.4 - Sổỷ xọ lóỷch maỷng trong dung dởch rừn

a) Trong dung dởch rừn xen keợ
b) Trong dung dởch thay thóỳ khi r
ht
>r
dm
c) Trong dung dởch thay thóỳ khi r
h
<r
dm
2.2.2.Caùc pha trung gian :
Trong caùc hồỹp kim hỏửu nhổ khọng coù loaỷi hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc hoùa trở thổồỡng. Caùc
hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc tọửn taỷi trong hồỹp kim thổồỡng goỹi laỡ pha trung gian vỗ trón giaớn õọử pha noù
nũm ồớ vở trờ giổợa vaỡ trung gian caùc dung dởch rừn.
1-Khaùi nióỷm vaỡ phỏn loaỷi :
Caùc hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc taỷo thaỡnh theo quy luỏỷt hoùa trở thổồỡng coù caùc õỷc õióứm sau :
* Coù maỷng tinh thóứ phổùc taỷp vaỡ khaùc hún maỷng nguyón tọỳ thaỡnh phỏửn
* Luọn luọn coù mọỹt tyớ lóỷ chờnh xaùc giổợa caùc nguyón tọỳ vaỡ õổồỹ bióứu dióựn bồới cọng
thổùc hoùa hoỹc nhỏỳt õởnh.
*Tờnh chỏỳt khaùc hún caùc nguyón tọỳ thaỡnh phỏửn, õọỹ cổùng cao, tờnh doỡn lồùn.

2
(Ti
2
H). Våïi K l
kim loải, A l ạ kim.
- Nãúu d
A
/d
K
> 0,59 pha xen k s cọ kiãøu mảng phỉïc tảp v cäng thỉïc phỉïc tảp
hån K
3
A (Mn
3
C), K
7
A
3
(Cr
7
C
3
), K
23
A
6
(Cr
23
C
6

- N = 7/4 l pha
ε
våïi kiãøu mảng sạu phỉång xãúp chàût (AgCd
3
).
4-Pha Laves :
La pha tảo nãn båíi hai ngun täú (A, B), cọ t lãû âỉåìng kênh ngun tỉí d
A
/d
B
= 1,2
(t lãû ny cọ thãø biãún âäøi trong phảm vi 1,1
÷
1,6), cọ cäng thỉïc AB
2
, kiãøu mảng sạu
phỉång xãúp chàût (MgZn
2
) hay láûp phỉång tám màût (MgCu
2
).
Trong håüp kim cọ thãø cn gàûp cạc pha :
σ
,
λ
,
δ
,
µ
Tuy nhiãn cạc loải pha

âënh nhỉng åí cạc nhiãût âäü khạc nhau.
Nãúu håüp kim cọ cáúu tảo l hai pha thç âiãøm biãøu diãùn ca chụng nàòm vãư hai phêa
âäúi diãûn våïi âiãøm biãøu diãùn håüp kim.
908070605040302010
B
100
A
0
DC
L(lng)
1539
911δ-Fe(A
2
)
Nhiãût âäü
Nhiãût âäü,
0
C γ-Fe(A
1
)


âỉåìng âàûc l quạ trçnh nọng chy hay kãút tinh ca håüp kim, täưn tải âäưng thåìi c pha ràõn v
lng. Våïi loải gin âäư ny CED cn gi l âỉåìng cng tinh.
E gi l âiãøm cng tinh (eutectic). Cạc håüp kim cọ thnh pháưn nàòm bãn trại âiãøm
E gi l håüp kim trỉåïc cng tinh (hypoeutectic). Cạc håüp kim cọ thnh pháưn nàòm bãn phi
âiãøm E gi l håüp kim sau cng tinh (hypereutectic). Håüp kim cọ thnh pháưn tải E gi l
håüp kim cng tinh. Trong thỉûc tãú hãû Pb - Sb thüc loải gin âäư ny.
a - Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim trỉåïc cng tinh :
* ÅÍ cao hån nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 0 : håüp kim hon ton åí trả
ng thại lng (L).
* Lm ngüi tỉì 0 âãún 1: âáy l quạ trçnh ngüi ca håüp kim lng (L↓).
* Tải nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 1: tỉì håüp kim lng kãút tinh ra tinh thãø A.
* Lm ngüi tỉì 1 âãún 2 : tinh thãø A sinh ra ngy cng nhiãưu, håüp kim lng cng ngy
cng êt âi v thnh pháưn ca nọ biãún âäøi theo âỉåìng tỉì 1
÷
E (giu B hån).
*Tải nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 2 : pháưn håüp kim lng cúi cng cọ thnh pháưn tải E s kãút
tinh âäưng thåìi ra A v B cng mäüt lục, täø chỉïc ny gi l täø chỉïc cng tinh. Quạ trçnh ny
gi l chuøn biãún cng tinh (eutectic), xy ra tải nhiãût âäü khäng thay âäøi.
L
E
→ (A + B) t
0
= const
* Lm ngüi tỉì 2 âãún 3 l quạ trçnh ngüi ca håüp kim ràõn, khäng xy ra chuøn
biãún no khạc. Täø chỉïc nháûn âỉåüc åí nhiãût âäü thỉåìng l A + (A +B). Cạc tinh thãø A kãút tinh
ra trỉåïc cọ kêch thỉåïc thä to hån cng tinh (A + B).
b - Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim sau cng tinh :

H
çnh 2.

22
vaỡ bióỳn õọứi thaỡnh phỏửn õóỳn õióứm cuỡng tinh E. óỳn õỏy pha loớng coỡn laỷi seợ kóỳt tinh ra hai
cỏỳu tổớ cuỡng mọỹt luùc.
d - Tam giaùc Tam man :
Trong caùc hóỷ hồỹp kim coù giaớn õọử loaỷi 1 ta veợ thóm mọỹt tam giaùc phuỷ õóứ xaùc õởnh
tyớ lóỷ cuớa tọứ chổùc cuỡng tinh cuợng nhổ caùc cỏỳu tổớ nguyón chỏỳt mọỹt caùch dóự daỡng ổùng vồùi caùc
thaỡnh phỏửn khaùc nhau. Tam giaùc naỡy goỹi laỡ tam giaùc Tam - man (do Tam - man ngổồỡi ổùc
õổa ra). Taỷi õióứm E tọứ chổùc cuỡng tinh chióỳm 100%. Ta coi õoaỷn EF bũng 100% (A + B), vỗ
vỏỷy caùc õổồỡng song song vồùi EF seợ chố ra tố lóỷ cuớa tọứ chổùc cuỡng tinh tổồng ổùng trong caùc
hồỹp kim. Tổồng tổỷ nhổ vỏỷy ta hoaỡn toaỡn coù thóứ xaù
c õởnh tyớ lóỷ caùc cỏỳu tổớ A vaỡ B tổồng ổùng
trong caùc hồỹp kim.

F
H
ỗnh 2.8 - Tam giaùc Tamman
A

E
B


= 2).
ổồỡng AmB goỹi laỡ õổồỡng loớng, õổồỡng AnB goỹi laỡ õổồỡng õỷc. Hóỷ Cu - Ni coù giaớn
õọử loaỷi naỡy.

23

3
2
2’
1’
1
0
H
çnh 2.9 -Gin âäư pha loải 2, dảng täøng quạt (a), hãû Cu-
N

4-Gin âäư pha hai cáúu tỉí ha tan cọ hản vo nhau, khäng tảo thnh pha trung gian
(gin âäư loải 3) :
Säú cáúu tỉí : A v B (C = 2)
Säú pha cọ thãø tảo thnh : P
Max
= 3
Håüp kim lng ha tan vä hản ca A v B

α
- dung dëch ràõn ca B ha tan cọ hản trong cáúu tỉí A, A(B)

β
- dung dëch ràõn ca A ha tan cọ hản trong cáúu tỉí B, B(A)

24
ổồỡng AEB laỡ õổồỡng loớng, ACDB laỡ õổồỡng õỷc, CED laỡ õổồỡng cuỡng tinh. CF laỡ
õổồỡng giồùi haỷn hoỡa tan cuớa B trong cỏỳu tổớ A ồớ traỷng thaùi rừn, DG laỡ õổồỡng giồùi haỷn hoỡa tan
cuớa A trong B ồớ traỷng thaùi rừn. ióứm E laỡ õióứm cuỡng tinh. Hóỷ hồỹp kim Ag - Cu vaỡ Pb - Sn
coù giaớn õọử loaỷi naỡy.


+
II
+
II
+
(

+


+
II
+
(

+

)
(+)
3
4
2
3
2
2
1
1
1
1
III



thổỡa A tióỳt ra

II
). Ta xeùt quaù
trỗnh kóỳt tinh cuớa hồỹp kim I :
* Taỷi nhióỷt õọỹ ổùng vồùi 0 : hồỹp kim ồớ traỷng thaùi loớng
* Laỡm nguọỹi tổỡ nhióỷt õọỹ ổùng vồùi õióứm 0 õóỳn 1, quaù trỗnh nguọỹi cuớa hồỹp kim loớng.
* Taỷi nhióỷt õọỹ ổùng vồùi õióứm 1, tổỡ hồỹp ki loớng kóỳt tinh ra dung dởch rừn

, coù thaỡnh
phỏửn xaùc õởnh taỷi õióứm 1'.
* Laỡm nguọỹi tổỡ nhióỷt õọỹ ổùng vồùi õióứm 1 õóỳn õióứm 2, dung dởch rừn

sinh ra ngaỡy
caỡng nhióửu, thaỡnh phỏửn cuớa noù bióỳn õọứi theo õổồỡng tổỡ 1' - 2, hồỹp kim loớng ngaỡy caỡng ờt õi,
thaỡnh phỏửm cuớa noù bióỳn õọứi theo õổồỡng tổỡ 2 - 2'.
* Taỷi nhióỷt õọỹ ổùng vồùi õióứm 2 hồỹp kim loớng hóỳt.

25