Tài liệu Bài giảng vật liệu học pot

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
VẬT LIỆU HỌC
VẬT LIỆU HỌC
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU
I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU




Vật chất tồn tại trong tự nhiên
Vật chất tồn tại trong tự nhiên
: 3 dạng
: 3 dạng


Khí: O
Khí: O
2
2
, H

, H
2
2
, N
, N
2
2
, khí đôt ….
, khí đôt ….


Lỏng: H
Lỏng: H
2
2
O, NH
O, NH
3
3
, Xăng, Dầu
, Xăng, Dầu


Rắn: Gang, Thép, Kim loại & hợp kim màu
Rắn: Gang, Thép, Kim loại & hợp kim màu


Vật chất
Vật chất

Nguyên cho sản xuất
Nguyên cho sản xuất


Vật liệu
Vật liệu


Khí:
Khí:
-O
-O
2
2
tăng cường phản ứng cháy
tăng cường phản ứng cháy
-Khí đôt chạy lò hơi, lò nấu ttinh, lò l.kim
-Khí đôt chạy lò hơi, lò nấu ttinh, lò l.kim


Lỏng:
Lỏng:
-Dầu mỏ chưng cất ra xăng, dầu, h.chất h.cơ
-Dầu mỏ chưng cất ra xăng, dầu, h.chất h.cơ


Rắn:
Rắn:
-Gang, Thép chế tạo máy phay,m.bào, m.tiện

-Gang, Thép chế tạo máy phay,m.bào, m.tiện
-Cu, Al làm dây dẫn điện, nấu các hợp kim
-Cu, Al làm dây dẫn điện, nấu các hợp kim
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
3
3
I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU
I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU




VẬT LIỆU:
VẬT LIỆU:
là những vật rắn sử dụng để chế tạo dụng cụ, máy
là những vật rắn sử dụng để chế tạo dụng cụ, máy
móc, thiết bị, xây dựng công trình,
móc, thiết bị, xây dựng công trình,
nhà cửa,
nhà cửa,
thay thế các bộ phận
thay thế các bộ phận
cơ thể hoặc thể hiện
cơ thể hoặc thể hiện
các
các
ý đồ nghệ thuật.

ý đồ nghệ thuật.




NHÓM CHÍNH
NHÓM CHÍNH


: 4
: 4
nh
nh
ó
ó
m
m


Vật liệu kim loại:
Vật liệu kim loại:


t
t
ổ hợp của các nguyên tố kim loại
ổ hợp của các nguyên tố kim loại
: gang,
: gang,
thép, kim lọai màu ( Cu, Al…và hợp kim của chúng )

thép, kim lọai màu ( Cu, Al…và hợp kim của chúng )




V
V
ật liệu vô
ật liệu vô
c
c
ơ
ơ
(
(
Ceramic ):
Ceramic ):
hợp chất giữa kim loại, silic với á
hợp chất giữa kim loại, silic với á
kim (ôxít, nitrit, cacbit)
kim (ôxít, nitrit, cacbit)
,
,
bao gồm khoáng vật đất sét, xi măng,
bao gồm khoáng vật đất sét, xi măng,
thuỷ tinh
thuỷ tinh
…
…





V
V
ật liệu hữu cơ
ật liệu hữu cơ
(
(
Polyme ):
Polyme ):


h
h
ợ
ợ
p ch
p ch
ấ
ấ
t
t
hydrôcácbon và các á
hydrôcácbon và các á
kim, có cấu trúc đại phân tử
kim, có cấu trúc đại phân tử
: Polyetylen (PE), Polystyren (PS),
: Polyetylen (PE), Polystyren (PS),
Polypropylen (PP)….

Polypropylen (PP)….




Compozit:
Compozit:
vật liệu kết hợp của hai hay cả ba loại vật liệu kể
vật liệu kết hợp của hai hay cả ba loại vật liệu kể
trên
trên
: thép-bêtông, WC+Co (HK cứng), composite nền polyme
: thép-bêtông, WC+Co (HK cứng), composite nền polyme
cốt sợi thủy tinh
cốt sợi thủy tinh
…
…
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
4
4
KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU (tiếp)
KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU (tiếp)




NHÓM PHỤ:

NHÓM PHỤ:
1-Bán dẫn
1-Bán dẫn
2-Siêu dẫn
2-Siêu dẫn
3-Silicon
3-Silicon
4-Polyme dẫn điện
4-Polyme dẫn điện
KIM LOẠI
COMPOZIT
VÔ CƠ
CERAMIC
HỮU CƠ
POLYME
1
2
3
4
H-1 :Sơ đồ minh họa
các nhóm vật liệu
Và quan hệ giữa chúng
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU

QTPT của XH
QTPT của XH
loài
loài
người PT công cụ SX & KT:
người PT công cụ SX & KT:
Thông qua vật liệu
Thông qua vật liệu
.
.




T.kỳ đồ đá:
T.kỳ đồ đá:
công cụ làm bằng VL có sẵn trong tự
công cụ làm bằng VL có sẵn trong tự
nhiên: gỗ, đá.
nhiên: gỗ, đá.




T.kỳ đồ đồng:
T.kỳ đồ đồng:
công cụ làm bằng VL qua chế biến:
công cụ làm bằng VL qua chế biến:
HK Cu
HK Cu





T.kỳ đồ sắt:
T.kỳ đồ sắt:
công cụ làm bằng VL qua chế biến:
công cụ làm bằng VL qua chế biến:
HK Fe
HK Fe
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
6
6
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp)
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp)




T.kỳ XH loài người phát triển (100-200 năm gần đây):
T.kỳ XH loài người phát triển (100-200 năm gần đây):
Tạo
Tạo
nên những bước PT đột biến
nên những bước PT đột biến



VL kim loại:
VL kim loại:
quyết định PT XH&KT
quyết định PT XH&KT
•
Sản xuất cơ khí:
Sản xuất cơ khí:
Dụng cụ cầm tay: kìm, búa, dao, kéo…làm từ thép
Dụng cụ cầm tay: kìm, búa, dao, kéo…làm từ thép
Máy công cụ: máy cắt, hàn, tiện, phay, bào…làm từ
Máy công cụ: máy cắt, hàn, tiện, phay, bào…làm từ
thép, KL&HK màu
thép, KL&HK màu
•
Giao thông vận tải:
Giao thông vận tải:
ôtô, tàu biển, xe lửa, máy bay…làm
ôtô, tàu biển, xe lửa, máy bay…làm
từ thép, KL&HK màu
từ thép, KL&HK màu
•
Năng lượng:
Năng lượng:
truỵền dẫn điện, nhiệt…dùng dây và cáp
truỵền dẫn điện, nhiệt…dùng dây và cáp
điện bằng Cu, Al
điện bằng Cu, Al
•

Xây dựng:
Xây dựng:
Bê tông cốt thép dùng thép
Bê tông cốt thép dùng thép
•
Quốc phòng:
Quốc phòng:
sản xuất súng, đạn …dùng gang, thép, Cu,
sản xuất súng, đạn …dùng gang, thép, Cu,
Al…
Al…
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
7
7
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp)
II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp)




Vật liệu chất dẻo (Polyme):
Vật liệu chất dẻo (Polyme):




PE,PP: làm bình nhựa, đồ chơi

PE,PP: làm bình nhựa, đồ chơi




PS, PMMA: làm kính, cửa máy bay
PS, PMMA: làm kính, cửa máy bay




PVC: bọc dây điện, đường ống
PVC: bọc dây điện, đường ống




Epoxi, bakelit: chế tạo chi tiết máy
Epoxi, bakelit: chế tạo chi tiết máy




Vật liệu vô cơ (Ceramic):
Vật liệu vô cơ (Ceramic):




Đời sống: chum, vại, bát, đĩa, gạch ngói.

Đời sống: chum, vại, bát, đĩa, gạch ngói.




Xây dựng : ximăng, thủy tinh
Xây dựng : ximăng, thủy tinh




Vật liệu kết hợp (Composit):
Vật liệu kết hợp (Composit):




Xi măng – thép: bêtông cốt thép
Xi măng – thép: bêtông cốt thép




Hợp kim cứng: WC + TiC + TaC + Co: dao cắt gọt.
Hợp kim cứng: WC + TiC + TaC + Co: dao cắt gọt.




Composit nền polyme cốt sợi thuỷ tinh: chậu rửa, bồn tắm,

Composit nền polyme cốt sợi thuỷ tinh: chậu rửa, bồn tắm,
vỏ ca nô, thùng xe
vỏ ca nô, thùng xe
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
8
8
III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC
III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC




KHẢO SÁT :
KHẢO SÁT :


TỔ CHỨC
TỔ CHỨC
TÍNH CHẤT
TÍNH CHẤT




Tổ chức (cấu trúc):
Tổ chức (cấu trúc):
sắp xếp thành phần bên trong

sắp xếp thành phần bên trong
v
v
ật
ật
liệu
liệu
●
●


Tổ chức vĩ mô:
Tổ chức vĩ mô:
Phần tử KT lớn-Quan sát
Phần tử KT lớn-Quan sát
bằng mắt,
bằng mắt,
kính lúp
kính lúp
●
●
Tổ chức vi mô:
Tổ chức vi mô:


Ngtử hay p.tử (Kich thước nm)-Kính hiển vi điện
Ngtử hay p.tử (Kich thước nm)-Kính hiển vi điện
tử, kính quang học
tử, kính quang học
Tháng 02.2006

Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
9
9
III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC
III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC




Tính chất:
Tính chất:
●
●


Lý tính:
Lý tính:
T/d V.lý của môi trường
T/d V.lý của môi trường
V.liệu
V.liệu
●
●


Hóa tính:
Hóa tính:
T/d H.học của MT

T/d H.học của MT
V.liêu
V.liêu
●
●


Cơ tính:
Cơ tính:
T/d C.HỌC của MT
T/d C.HỌC của MT
V.liệu
V.liệu
●
●


Tính công nghệ :
Tính công nghệ :
khả năng gia công
khả năng gia công
●
●


Tính sử dụng :
Tính sử dụng :
tuổi thọ, độ tin cậy, gía thành
tuổi thọ, độ tin cậy, gía thành
Tháng 02.2006

Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
10
10
VẬT LIỆU HỌC LÀ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU QUAN HỆ CẤU TRÚC – TÍNH
VẬT LIỆU HỌC LÀ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU QUAN HỆ CẤU TRÚC – TÍNH
CHẤT CỦA VẬT LIỆU, TRÊN CƠ SỞ ĐÓ ĐỀ RA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT
CHẤT CỦA VẬT LIỆU, TRÊN CƠ SỞ ĐÓ ĐỀ RA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT
LIỆU, SỬ DỰNG VẬT LIỆU HỢP LÝ VÀ CÓ HIỆU QỦA KINH TẾ CAO.
LIỆU, SỬ DỰNG VẬT LIỆU HỢP LÝ VÀ CÓ HIỆU QỦA KINH TẾ CAO.
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
11
11
IV-MỤC ĐÍCH MÔM HỌC
IV-MỤC ĐÍCH MÔM HỌC

Trang bị nhửng kiến thức cơ bản :
Trang bị nhửng kiến thức cơ bản :






Tổ chức-Tính chất của vật liệu
Tổ chức-Tính chất của vật liệu



P
P
hạn vi ứng dụng vật lịệu
hạn vi ứng dụng vật lịệu
=>Làm cơ sơ :
=>Làm cơ sơ :


-Qúa trình công nghệ sản xuất vật liệu
-Qúa trình công nghệ sản xuất vật liệu
-Lựa chọn và sử dụng vật liệu đáp ứng yêu cầu
-Lựa chọn và sử dụng vật liệu đáp ứng yêu cầu
KT và có hiệu qủa K.tế cao
KT và có hiệu qủa K.tế cao
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
12
12
V-VỊ TRÍ MÔN HỌC
V-VỊ TRÍ MÔN HỌC




Vậi liệu học là môn học thuộc khối kiến thức cơ sở ngành kỹ thuật :
Vậi liệu học là môn học thuộc khối kiến thức cơ sở ngành kỹ thuật :

•
Cung cấp những kiến thức cần thiết về vật liệu thường dùng trong công nghiệp.
Cung cấp những kiến thức cần thiết về vật liệu thường dùng trong công nghiệp.
•
Để dễ tiếp thu kiến thức các môn học cơ sở ngành khác và các môn học chuyên
Để dễ tiếp thu kiến thức các môn học cơ sở ngành khác và các môn học chuyên
ngành
ngành
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
13
13
NỘI DUNG MÔN HỌC
NỘI DUNG MÔN HỌC
Phần I. Cấu trúc vật liệu
Phần I. Cấu trúc vật liệu
Chướng 1. Đại cương về tinh thể
Chướng 1. Đại cương về tinh thể
Chương 2.Cấu trúc vật liệu kim loại
Chương 2.Cấu trúc vật liệu kim loại
Chương 3.Cấu trúc vật liệu vô cơ
Chương 3.Cấu trúc vật liệu vô cơ
Chương 4.Cấu trúc vật liệu hưu cơ
Chương 4.Cấu trúc vật liệu hưu cơ


Phần II. Tính chất vật liệu
Phần II. Tính chất vật liệu

Chương 5. Tính chất vật lý của vật liệu
Chương 5. Tính chất vật lý của vật liệu
Chươnh 6. Tính chất hoá học của vật liệu
Chươnh 6. Tính chất hoá học của vật liệu
Chươnh 7. Tính chất cơ học của vật liệu
Chươnh 7. Tính chất cơ học của vật liệu


Phần III. Sử dụng vật liệu
Phần III. Sử dụng vật liệu
Chương 8. Sử dụng vật liệu kim loại
Chương 8. Sử dụng vật liệu kim loại
Chương 9.Sử dụng vật liệu vô cơ (Ceramic)
Chương 9.Sử dụng vật liệu vô cơ (Ceramic)
Chương 10. Sử dụng vật liệu hữu cơ (Polyme)
Chương 10. Sử dụng vật liệu hữu cơ (Polyme)
Chương 11. Sử dụng vật liệu Composite
Chương 11. Sử dụng vật liệu Composite
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
14
14
THỜI LƯỢNG &
THỜI LƯỢNG &
KIỂM TRA ĐÁNH GÍA
KIỂM TRA ĐÁNH GÍA
•
Thời gian học :

Thời gian học :


2tc x 15t/tc = 30
2tc x 15t/tc = 30
tiết
tiết
•
Tiểu luận :
Tiểu luận :


1 bài
1 bài
•
Thi giữa môn :
Thi giữa môn :


sau 15 tiết
sau 15 tiết
•
Thi kết thúc môn học
Thi kết thúc môn học
•
Đánh gía kết qủa học tập
Đánh gía kết qủa học tập
–
Điểm tiểu luận :
Điểm tiểu luận :

10 đ x 30 % =
10 đ x 30 % =
3
3
đ
đ
–
Điễm kiểm tra giữa kỳ :
Điễm kiểm tra giữa kỳ :
10 đ x 20 % =
10 đ x 20 % =
2 đ
2 đ
–
Điểm thi kết thúc môn học:
Điểm thi kết thúc môn học:
10 đ x 50 % =
10 đ x 50 % =
5
5
đ
đ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
15
15
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
16
16
TÀI LIỆU HỌC TẬP
TÀI LIỆU HỌC TẬP
•
Nguyễn Đình phổ-Vật liệu học,ĐH quốc gia Tp.HCM-
Nguyễn Đình phổ-Vật liệu học,ĐH quốc gia Tp.HCM-
2008
2008
•
Nghiêm Hùng,
Nghiêm Hùng,
Vật liệu học cơ sở
Vật liệu học cơ sở
, NXB KHKT-2002
, NXB KHKT-2002
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO
•
Lê Công Dưỡng,
Lê Công Dưỡng,
Vật liệu học cơ sở
Vật liệu học cơ sở
, NXB KHKT-1997
, NXB KHKT-1997
•
Nguyễn Văn Dán,
Nguyễn Văn Dán,

Công nghệ vật liệu mới
Công nghệ vật liệu mới
, ĐHQG
, ĐHQG
Tp.HCM, 2002
Tp.HCM, 2002
•
La Văn Bình,
La Văn Bình,
Khoa học & Công nghệ
Khoa học & Công nghệ
vật liệu
vật liệu
, NXB
, NXB
Bách khoa-Hà nội, 2008
Bách khoa-Hà nội, 2008
•
William D, Callister Jr. Materials science and Enginering
William D, Callister Jr. Materials science and Enginering
an introduction. John Wiley & Sons, Inc 2003
an introduction. John Wiley & Sons, Inc 2003
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
17
17
TIỂU LUẬN
TIỂU LUẬN

Đề 1 :
Đề 1 :
Cấu trúc vật liệu kim loại
Cấu trúc vật liệu kim loại
Đề 2 :
Đề 2 :
Cấu trúc vật liệu vô cơ
Cấu trúc vật liệu vô cơ
Đề 3 :
Đề 3 :
Cấu trúc vật liệu hữu cơ
Cấu trúc vật liệu hữu cơ
Đề 4
Đề 4
: Cấu trúc vật liệu composite
: Cấu trúc vật liệu composite
Đề 5 :
Đề 5 :
Tính chất điện
Tính chất điện
Đề 6 :
Đề 6 :
Tính chất nhiệt
Tính chất nhiệt
Đề 7 :
Đề 7 :
Tính chất từ
Tính chất từ
Đề 8 :
Đề 8 :

Tính chất quang
Tính chất quang
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
18
18
TIỂU LUẬN
TIỂU LUẬN
Đề 9 :
Đề 9 :
Tính chất hoá học của vật liệu
Tính chất hoá học của vật liệu
Đề 10 :
Đề 10 :
Tính chất cơ học của vật liệu
Tính chất cơ học của vật liệu
Đề 11 :
Đề 11 :
Sử dụng vật liệu gang
Sử dụng vật liệu gang
Đề 12 :
Đề 12 :
Sử dụng vật liệu thép
Sử dụng vật liệu thép
Đề 13 :
Đề 13 :
Sử dụng nhôm & Hợp kim nhôm
Sử dụng nhôm & Hợp kim nhôm

Đề 14 :
Đề 14 :
Sử dụng đồng & Hợp kim đồng
Sử dụng đồng & Hợp kim đồng
Đề 15 :
Đề 15 :
Sử dụng vật liệu vô cơ
Sử dụng vật liệu vô cơ
Đề 16 :
Đề 16 :
Sử dụng vật liệu hữu cơ
Sử dụng vật liệu hữu cơ
Đề 17
Đề 17
: Sử dụng vật liệu composite
: Sử dụng vật liệu composite
Đề 6 :
Đề 6 :
Tính chất nhiệt
Tính chất nhiệt
Đề 7 :
Đề 7 :
Tính chất tử
Tính chất tử
Đề 8 :
Đề 8 :
Tính chất quang
Tính chất quang