Bài giảng “Cơ sở khoa học vật liệu – Chương 3: Cấu trúc của kim loại và hợp kim” cung cấp cho người học các kiến thức về cấu trúc kim loại bao gồm: Lập phương tâm khối, lập phương tâm mặt, lục giác xếp chặt. . | CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1 Cấu trúc kim loại Trong các kim loại, các kiểu mạng tinh thể đặc trưng và thường gặp nhất là: • Lập phương tâm khối: Bcc (Body – centered cubic). • Lập phương tâm mặt: Fcc (Face - centered cubic). • Lục giác xếp chặt: Hcp (Hexagonal close – packed). Lập phương tâm khối: Bcc a. Ô cơ sở Hình lập phương cạnh a, 8 nguyên tử ở 8 góc, 1 nguyên tử ở tâm khối 2 b. Số nguyên tử trong ô cơ sở, n • Nguyên tử ở góc là chung của 8 ô cơ sở 1 ô có 1/8 nguyên tử 8 góc có 8 x 1/8 nguyên tử. • Nguyên tử ở tâm hoàn toàn thuộc một ô. n = 1/8 x 8 + 1 = 2 nguyên tử. c. Số sắp xếp K (Số lượng các nút bao quanh gần nhất (BQGN) hay số phối trí) • Mỗi nguyên tử được BQGN bởi 8 nguyên tử với khoảng cách a 3 2 K = 8 (xét cho cả nguyên tử ở đỉnh và ở tâm). • Mỗi nguyên tử còn được bao quanh bởi 6 nguyên tử khác với khoảng cách a 3 có thể xem K = 8 + 6. a 3 2 e. Hình chiếu ô cơ sở trên mặt phẳng ngang d. Khoảng cách hai nguyên tử gần nhất: • Biểu diễn hình chiếu ô cơ sở xuống mặt phẳng ngang xoy theo giá trị x, y • Ghi tọa độ z bên cạnh các nút mạng. f. Mật độ xếp • Do các nguyên tử được xem là hình cầu hoặc gần như hình cầu nên giữa chúng sẽ có khe hở. • Để đánh giá mức độ sít chặt dùng mật độ xếp của mặt Ms và mật độ xếp thể tích Mv. • Đó là tỷ số % diện tích (thể tích) của tất cả các nguyên tử trên 1 vùng cho trước và diện tích (thể tích) của vùng đó. 4 4 n. r 3 n r Ms s x 100% Mv 3 x 100% S V ns: Số nguyên tử trên diện tích S của mặt đã cho. 2 n: Số nguyên tử / ô cơ sở, r: Bán kính nguyên tử, V: Thể tích ô cơ sở Đối với Bcc: các nguyên tử chỉ tiếp xúc nhau theo phương và xếp sít chặt trên mặt {110} chứa phương a 3 4 4 a 3 3 2x x( ) 3 4 Mv x 100% 68% 3 a 4r a 3 r S a2 2 r a 3 4 1 ns x 4 1 2 4 a 3 2 2. .( ) 4 M s{110} .100% 83,3 % 2 a .
