Giáo trình hướng dẫn phân tích quy trình vận dụng cấu tạo mạng hợp tinh thể của kim loại nguyên chất p6 pptx

1.3.2.Dung dëch ràõn
1-Khại niãûm v phán loải :
Cng giäúng nhỉ dung dëch lng, trong dung dëch ràõn ta khäng phán biãût âỉåüc mäüt
cạch cå hc cạc ngun tỉí ca
H
çnh1.20-
H
äùn håüp c
å
hc (a) v dung dëch ràõn (b)
cạc cáúu tỉí, cạc ngun tỉí ca chụng phán bäú xen vo
hgi l dung mäi. Cạc cáúu tỉí cn lải gi l cháút ha tan. Dung dëch ràõn l pha
tinh thãø ca cáúu tỉí dung mäi nhỉng thnh pháưn ca nọ cọ
ú ngun tỉí trong khäúi cå såí âụng nhỉ ca cáúu tỉí dung mäi.
û xä lãûch mảng, vç khäng thãø cọ hai loẵi
ï kêch thỉåïc ngun tỉí khạc nhau êt (våïi kim loải sỉû sai khạc ny
ü ca cháút ha tan cọ thãø biãún âäøi liãn tủc, tỉïc
ì våïi näưng âäü báút k.
rong loải dung dëch ràõn ny khäng thãø phán biãût âỉåüc cáúu tỉí no l dung mäi, cáúu tỉí
o l cháút ha tan, cáú
u tỉí no cọ lỉåüng chỉïa nhiãưu nháút l dung mäi, cạc cáúu tỉí cn lải
ì cháút ha tan. Vê dủ ta cọ dung dëch ràõn ca cáúu tỉí A v B thç näưng âäü A biãún âäøi tỉì 0
100%, näưng âäü B biãún âäøi tỉì 100%
nhau trong mảng tinh thãø. Cáúu tỉí no cọ säú lỉåüng nhiãưu hån, váùn giỉỵ âỉåüc kiãøu mảng
ca mçn
âäng nháút cọ cáúu trục mảng
thãø thay âäøi trong mäüt phảm vi nháút âënh m khäng lm máút âi sỉû âäưng nháút âọ. K
hiãûu ca dung dëch ràõn l A(B).
Dung dëch ràõn âỉåüc chia ra lm hai loải : dung dëch ràõn thay thãú v dung dëch ràõn
xen k.
2-Dung dëch ràõn thay thãú :

l loải dung dëch ràõn m trong âọ ngun tỉí ca cáú
u tỉí ha tan thay thãú vo vë trê
trãn nụt mảng ca cáúu tỉí dung mäi (ngun täú ch).
Nhỉ váûy kiãøu mảng v sä
Tuy nhiãn sỉû thay thãú ny êt nhiãưu âãưu gáy ra sỉ
ngun tỉí ca hai cáúu tỉí cọ kêch thỉåïc hon ton giäúng nhau. Do váûy sỉû thay thãú chè
xy ra våïi cạc cáúu tỉí co
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.
a - Dung dëch ràõn thay thãú ha tan vä hản :
L dung dëch ràõn m trong âọ näưng âä
la
T
n
la
0.
yy
26
-Coù cuỡng kióứu maỷng tinh thóứ
coù haỷn, lồùn hồn 15% khọng thóứ hoỡa tan vaỡo nhau.
g nhau (cỏỳu taỷo lồùp voớ õióỷn tổớ, tờnh ỏm
ỹt nhoùm cuớa baớng hóỷ thọỳng tuỏửn hoaỡn thoớa
ứ laỡ
ióửu kióỷn cỏửn cuớa dung dởch rừn vọ haỷn.
ntổớ 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
Hỗnh1.21-Sồ õọử taỷo thaỡnh dung dởch rừn thay thóỳ vaỡ xen keợ
ióửu kióỷn õóứ hai cỏỳu tổớ hoỡa tan vọ haỷn vaỡo nhau :
H

ỗnh1.22 -Sồ õọử taỷo thaỡmh dung dởch rừn thay thóỳ hoaỡ tan vọ haỷn
- ổồỡng kờnh nguyón tổớ khaùc nhau ờt, nhoớ hồn 8%. Nóỳu sai khaùc nhau nhióửu tổỡ 8-
15% chố coù thóứ hoỡa tan
- Nọửng õọỹ õióỷn tổớ khọng vổồỹt quaù mọỹt giaù trở xaùc õởnh vồùi mọựi loaỷi dung dởch rừn
(sọỳ lổồỹng õióỷn tổớ hoùa trở tờnh cho mọỹt nguyón tổớ), tổùc laỡ caùc nguyón tọỳ phaới coù cuỡng hoùa
trở.
- Caùc tờnh chỏỳt vỏỷt lyù vaỡ hoùa hoỹc gỏửn giọỳn
õióỷn, nhióỷt õọỹ chaớy )
Noùi chung caùc nguyón tọỳ cuỡng trong mọ
maợn õióửu kióỷn naỡy. Caùc cỷp nguyón tọỳ hỗnh thaỡnh dung dởch rừn vọ haỷn chố coù thó
nguyón tọỳ kim loaỷi. Cỏửn chuù yù rũng õỏy chố laỡ õ
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 nguyó
27
ràõn tráût tỉû. Vê dủ trong hãû Au-Cu khi lm ngüi cháûm ngun tỉí âäưng sàõp xãúp tải tám
cạc màût bãn, cn ngun tỉí vng nàòm åí cạc âènh ca khäúi cå såí.
3-Dung dëch ràõn xen k :
L loải dung dëch ràõn trong âọ ngun tỉí ha tan nàòm xen giỉỵa cạc ngun tỉí ca
kim loải dung mäi, chụng chui vo läù häøng trong mảng dung mäi.Nhỉ váûy ta tháúy ràòng
sọ ngun tỉí trong khäúi cå såí tàng lãn.
Do kêch thỉåïc cạc läù häøng trong mảng tinh thãø ráút nh nãn cạc ngun tỉí ha tan
hi
kiãøu mảng ca kim loải dung mäi, thỉåìng cọ
ïc
äi. Tuy nhiãn vãư

ng dëch ràõn thay thãú : nãúu âỉåïng kênh ngun tỉí ha tan låïn hån âỉåìng
ênh ngun tỉí dung mäi thç thäng säú mảng dung dëch låïn hån dung mäi. Nãúu âỉåìng
ênh ngun tỉí h
a tan nh hån ngun tỉí dung mäi thç thäng säú mảng dung dëch nh
ån dung mäi.
i ngun cháút, tuy cọ kẹm hån (trỉì hãû håüp kim Cu-Zn, våïi 30%Zn håüp kim
y
üc thay âäøi trong phảm vi nháút âënh m khäng lm thay âäøi
kiãøu
n
pcọ kêch thỉåïc ráút nh. Âọ chênh l cạc ngun tỉí C, N, H, B våïi dung mäi Fe.
Âỉång nhiãn l dung dëch ràõn xen k chè cọ loải ha tan cọ hản.
4-Cạc âàûc tênh ca dung dëch ràõn :
a - Mảng tinh thãø ca dung dëch ràõnl
ca kiãøu mảng âån gin v sêt chàût. Âáy l úu täú cå bn quút âënh cạc tênh cháút cå, l
họa Vãư cå bn nọ váùn giỉỵ âỉåüc cạc tênh cháút ca kim loải dung m
thäng säú mảng ln khạc våïi dung mäi :
- Trong dung dëch ràõn xen k : thäng säú mảng dung dëch ln låïn hån thäng säú
mảng dung mäi (âỉåìng kênh ngun tỉí h
a tan ln låïn hån läù häøng).
- Trong du
k
k
h
Hçnh1.23 - Sỉû xä lãûch mảng trong dung dëch ràõn
a)Trong dung dëch ràõn xen k b)Trong dung dëch ràõn thay thãú khi r
ht
> r
dm
c)Trong dung dëch ràõn thay thãú khi r

ht
< r
dm
b - Liãn kãút váùn l liãn kãút kim loải. Do váûy dung dëch ràõn váùn giỉỵ âỉåüc tênh do giäúng
nhỉ kim loả
ncn do hån c km)
c - Thnh pháưn họaho
mảng.
d - Tênh cháút biãún âäøi nhiãưu : âäü do, âäü dai, hãû säú nhiãût âäü âiãûn tråí gim, âiãûn tråí,
âäü bãưn, âäü cỉïng tàng lã
28
Do caùc õỷc tờnh trón nón dung dởch rừn laỡ cồ sồớ cuớa caùc hồỹp kim kóỳt cỏỳu duỡng trong
cồ khờ. Trong caùc hồỹp kim naỡy pha cồ baớn laỡ dung dởch rừn, noù chióỳm xỏỳp xố 90%, coù
trổồỡng hồỹp õóỳn 100%.
1.3.3.Pha trung gian :
Trong caùc hồỹp kim hỏửu nhổ khọng coù loaỷi hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc hoùa trở thổồỡng. Caùchồỹp
iaớn õọử pha noù
ỷi :
nh.
ỡnh phỏửn, õọỹ cổùng cao, tờnh doỡn lồùn.
khi hỗnh thaỡnh laỡ phaớn ổùng toớa nhióỷt.
ng hồỹp kim coù nhổợng õỷc õióứm khaùc vồùi hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc
-Khọng tuỏn theo quy luỏỷt hoùa trở.
chỏỳt hoùa hoỹc tọửn taỷi trong hồỹp kim thổồỡng goỹi laỡ pha trung gian vỗ trón g
nũm ồớ vở trờ giổợa vaỡ trung gian cuớa caùc dung dởch rừn ồớ hai õỏửu muùt.
1-Kha
ùi nióỷm vaỡ phỏn loa
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 nhỏỳtõở
-Tờnh chỏỳt khaùc hún caùc nguyón tọỳ tha
- Coù nhióỷt õọỹ noùng chaớy xaùc õởnh,
Caùc pha trung gian tro
theo hoùa trở, õoù laỡ :
-Khọng coù thaỡnh phỏửn chờnh xaùc.
-Coù lión kóỳt kim loaỷi.
Caùc pha trung gian trong hồp kim thổồỡng gỷp laỡ : pha xen keợ, pha õióỷn tổớ, pha La ves,
pha
V

2-Pha xen keợ :
ồỡng kờnh nguyón tổớ phi kim loaỷi, d
K
- õổồỡng kờnh nguyón
eợ vaỡo lọự họứng trong maỷng. Chuùng coù cọng
thổùc
a
aỡ cọng thổùc phổùc taỷp hồn
6
(Cr
23
C
6
).
ổùng lồùn (2000 5000 HV), coù tờnh doỡn lồùn. Chuùng coù vai troỡ rỏỳt lồùn trong
Hum-Rozóri) :
ửn cuớa noù
oaỷi chuyóứn tióỳp : Fe,
ùa trở hai, ba, bọỳn :Be, Mg, Zn, Cd, Al, Si, Sn.

Laỡ pha taỷo nón giổợa caùc kim loaỷi chuyóứn tieùp (Fe, Cr, Mo, W ) coù õổồỡng kờnh
nguyón tổớ lồùn vồùi caùc phi kim loaỷi (H, N, C ) coù õổồỡng kờnh nguyón tổớ beù. Kióứu maỷng
cuớa pha xen keợ õổồỹc xaùc õởnh theo quan hóỷ giổợa õổồỡng kờnh nguyón tổớ kim loaỷi vaỡ phi
kim loaỷi :
- Nóỳu d
A
/d
K
< 0,59 (d
A
-õổ
tổớ kim loaỷi) thỗ pha xen keợ coù caùc kióứu maỷng õồn giaớn : tỏm khọỳi, tỏm mỷt, saùu phổồng
xóỳp chỷt Caùc nguyón tổớ phi kim loaỷixenk
õồn giaớn nhổ : K
4
A (Fe
4
N), K
2
A (W
2
C), KA (NbC, NbH, TiC), KA
2
(TiH
2
). Vồùi K
laỡ kim loaỷi, A laỡ phi kim lo ỷi.
- Nóỳu d
A
/d

K
> 0,59 pha xen keợ seợ coù kióứu maỷng phổùc taỷpv
K
3
A (Mn
3
C), K
7
A
3
(Cr
7
C
3
), K
23
A
ỷc õióứm cuớa pha xen keợ noùi chung laỡ coù nhióỷt õọỹ chaớy rỏỳt cao (thổồỡng > 3000
0
C)
vaỡ coù õọỹ c
y
vióỷc nỏng cao tờnh chọỳng maỡi moỡn vaỡ chởu nhióỷt cuớa hồỹp kim.
3-Pha õióỷn tổớ (
Laỡ pha trung gian coù cỏỳu taỷo phổùc taỷp, taỷo nón bồới hai kim loaỷi. Thaỡnh phỏ
nhổ sau :
-Nhoùm mọỹt : gọửm caùc kim loaỷi hoùa trở mọỹt Cu, Ag, Au vaỡ kim l
Ni, Co, Pt, Pd.
- Nhoùm hai : caùc kim loaỷiho
29

Nọửng õọỹ õióỷn tổớ N coù giaù trở xaùc õởnh laỡ 3/2, 21/13 vaỡ 7/4 (21/14, 21/13, 21/12).
ọựi
ỡ pha
M giaù trở nọửng õọỹ õióỷn tổớ ổùng vồùi mọỹt kióứu maỷng tinh thóứ. Vờ duỷ :
-N = 3/2 la
E
vồùi kióứu maỷng lỏỷp phổồng tỏm khọỳi, hay lỏỷp phổồng phổùc taỷp,
hay saùu phổồng (Cu
5
Sn, Cu
5
Si).
- N = 21/13 laỡ pha
J
vồùi kióứu maỷng lỏỷp phổồng phổùc taỷp (Cu
31
Sn
8
).
- N = 7/4 laỡ pha
H
vồùi kióứu maỷng saùu phổồng xóỳp chỷt (AgCd ).
3
4-Pha Laves :
La pha taỷo nón bồới hai nguyón tọỳ (A, B), coù tyớ lóỷ õổồỡng kờnh nguyón tổớ d
A
/d
B
= 1,2
(tyớ lóỷ naỡy coù thóứ bióỳn õọứi trong phaỷm vi 1,1

y 1,6), coù cọng thổùc AB
2
, kióứu maỷng saùu
phổồng xóỳp chỷt (MgZn
2
) hay lỏỷp phổồng tỏm mỷt (MgCu
2
).
Trong hồỹp kim coù thóứ coỡn gỷp caùc pha :
V
,
O
,
G
,
P
Tuy nhión caùc loaỷi pha naỡy
h quan troỹng cuớa caùc pha trung gian laỡ cổùng vaỡ doỡn. Vỗ vỏỷyờt phọứ bióỳn. Mọỹt õỷc tờn
khọng bao giồỡ ngổồỡi ta duỡng hồỹp kim chố coù mọỹt pha laỡ pha trung gian. Tyớ lóỷ cuớa chuùng
trong caùc hồỹp kim thọng thổồỡng < 10% (coù khi õóỳn 20
y 30%), õỏy laỡ caùc pha caớn trổồỹt
laỡm tng õọỹ bóửn, õọỹ cổùng.
1.3.4.Họựn hồỹp cồ hoỹc :
Khaù nhióửu trổồỡng hồỹp, hồỹp kim coù tọứ chổùc hai hay nhióửu pha : hai dung dởch rừn,
ian Cỏỳu taỷo nhổ vỏỷy goỹi laỡ họựn hồỹp cồ hoỹc. Trón tọứ chổùc
aùc pha khaùc nhau trong họựn hồỹp cồ hoỹc. Hai trổồỡng hồỹp
ỡnh phỏửn cuớa hóỷ ồớ traỷng thaùi cỏn bũng.
õuùng vaỡ phuỡ hồỹp vồùi hồỹp kim ồớ traỷng
goaỡi ( nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt). Tuy nhión caùc yóỳu tọỳ naỡy phuỷ thuọỹc
lỏựn nhau. Bỏỷc tổỷ do la óỳu tọỳ õọỹc lỏỷp coù thóứ thay õọứi õổồỹc trong phaỷm vi

nhỏỳt
ọỳ cỏỳu tổớ C
om on nt) a ù :
ỗvỏ
ỷy cọng thổùc cuớa noù laỡ :
F = C - P + 1
dung dởch rừn vaỡ pha trung g
tóỳ vi ta phỏn bióỷt õổồỹc rỏỳt roợ c
õióứn hỗnh cuớa họựn hồỹp cồ hoỹc laỡ cuỡng tinh vaỡ cuỡng tờch.
1.4.GIAN ệ PHA CUA HĩP KIM HAI CU Tặ :
1.4.1.Caùc khaùi nióỷm cồ sồớ :
1-Khaùi nióỷm vóử giaớn õọử pha :
Ta bióỳt rũng khi thay õọứi thaỡnh phỏửn vaỡ nhióỷt õọỹ thỗ cỏỳu taỷo pha cuớa hóỷ hồỹp kim
cuợng thay õọứi theo. óứ xaùc õởnh sổỷ thay õọứi naỡy ta duỡng giaớn õọử pha.
ởnh nghộa : Giaớn õọử pha laỡ giaớn õọử bióứu thở sổỷ bióỳn õọứi tọứ chổùc pha theo nhióỷt õọỹ
vaỡ tha
Cỏửn chuù yù laỡ sổỷ bióỳn õọứi naỡy chố hoaỡn toaỡn
tha
ùi cỏn bũng (laỡm nguọỹi vọ cuỡng chỏỷm), trong trổồỡng hồỹp laỡm nguọỹi thọng thổồỡng noù
seợ coù mọỹt sọỳ sai khaùc. Tuy vỏỷy giaớn õọử pha vỏựn laỡ cồ sồớ õóứ xaùc õởnh cỏỳu truùc cuớa hồỹp
kim.
2-Quy từc pha vaỡ cọng duỷng (õởnh luỏỷt Gibs) :
Traỷng thaùi cỏn bũng cuớa hóỷ õổồỹc xaùc õởnh bồới caùc yóỳu tọỳ bón trong (thaỡnh phỏửn hoùa
hoỹc) vaỡ caùc yóỳu tọỳ bón n
ỡ sọỳ lổồỹng caùcy
õởnh maỡ khọng laỡm thay õọứi sọỳ pha cuớa noù (kyù hióỷu F -freedom).
Quy từc pha xaùc õởnh mọỳi quan hóỷ giổợa sọỳ pha P (phase), bỏỷc tổỷ do F vaỡ s
(c p e . T co
F = C - P + 2.
Nhổng do vióỷc nghión cổùu vỏỷt lióỷu tióỳn haỡnh trong khờ quyóứn, coù aùp suỏỳt khọng õọứi

nón sọỳ yóỳ
u tọỳ bón ngoaỡi chố coỡn mọỹt laỡ nhióỷt õọỹ.V
30