CÔNG NGHỆ vật LIỆU

CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
1. Trình bày đối tượng của môn học, các lĩnh vực của vật liệu học và phân loại
vật liệu ( Nêu các loại vật liệu)
- Đối tượng: Vật liệu để chỉ các vật rắn mà con người sử dụng để chế tạo dụng cụ
máy móc thiết bị, xây dựng công trình.
- Vật liệu lỏng, khí cũng quan trọng nhưng không phải là đối tượng môn học
- Đối tượng nghiên cứu của khoa học vật liệu là nghiên cứu bản chất, cấu trúc vật
liệu, mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất của chúng từ đó đề ra công nghệ chế
tạo thích hợp.
- Các lĩnh vực:
+ Sx vật liệu: luyện kim, sản xuất vật liệu polimer…
+ Gia công vật liệu: Đúc, biến dạng, hàn…
+ Sử dụng vl: Chế tạo máy, kỹ thuật điện,…
+ Nghiên cứu và phương pháp kiểm tra: kiểm tra cơ tính không phá hủy…
+ Định tiêu chuẩn ký hiệu: Tiêu chuẩn thành phần hóa học, kích thước, tính chất và
phương pháp thử.
+ Khoa học vật liệu: Khoa học về mối quan hệ giữa cấu tạo tinh thể với tính chất
của tất cả các nhóm vật liệu.
- Phân loại vật liệu:
+ Vật liệu kim loại: Đen
Màu: Nặng, nhẹ, quý, hiếm.
+ Vật liệu vô cơ ceramic
+ Vật liệu polimer
+ Vật liệu composite.
1


Câu 2: Trình bày đặc điểm, tính chất chung, các ứng dụng của vật liệu kim
loại và vật liệu vô cơ phi kim loại?
* Vật liệu kim loại:
- Đặc điểm: Là vật liệu phổ biến nhất. Đặc điểm có liên kết kim loại.

- Tính chất: dẫn điện tốt, có ánh kim, có thể biến dạng dẻo ngay cả ở nhiệt độ thấp,
phần lớn chịu ăn mòn kém.
- Phân loại: Kim loại đen: Sắt, hợp kim
Kim loại màu: Là các kim loại trừ sắt
- Ứng dụng: Giữ vai trò then chốt trong quá trình phát triển công nghiệp.
Sử dụng thép chất lượng cao.
Nhôm dung trong sản xuất nhà cửa, phương tiện giao thông, dụng cụ
điện tử, đo lường…
Hợp kim nhôm, máy bay, tàu thủy…
* Vật liệu ceramic:
- Đặc điểm: Có liên kết cộng hóa trị chủ yếu giữa kim loại và oxy. Ví dụ SiO2
- Tính chất: Tính dẫn điện kém, có thể nhìn qua, không biến dạng dẻo được, nhiệt
độ nóng chảy cao, rất bền hóa.
- Ứng dụng: Vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt gọt, động cơ máy nổ…
Câu 3: Trình bày đặc điểm, tính chất chung của vật liệu polimer và vật liệu
composite?
* Vl polymer:
- Đặc điểm: Có liên kết phân tử theo mắc xích cũng như dạng sợi thẳng, có thể nối
các mạng nhờ nguyên tử lưu huỳnh trong cao su

2


- Tính chất: Độ bền riêng cao, tính dẻo cao, tính ổn định hóa học cao trong nhiều
môi trường, dễ tạo hình và gia công giá thành rẻ, độ bền chưa cao, khả năng chịu
nhiệt thấp, tuổi thọ ngắn.
- Ứng dụng: Làm vật dụng gia đình, ô tô, máy bay.
* Vl Composite
- Đặc điểm: Được phối hợp tối thiểu từ hai vật liệu khác có tính chất khác so với
vật liệu ban đầu.

- Tính chất: Độ bền riêng cao, tính dẻo tốt, ít bị ăn mòn, bền.
- Ứng dụng: Trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Xây dựng các công trình, làm khuôn
đúc.
Câu 4: Trình bày các tiêu chí để đánh giá và lựa chọn vật liệu? Môi tiêu chí
cho ví dụ?
- Cơ tính: Xác định chế độ làm việc và khả năng chịu tải của sản phẩm
VD: Cường độ và hướng tác dụng của lực độ bền cực đại mà chi tiết phải chịu, tính
chịu mài mòn, khả năng ăn mòn…
- Điều kiện làm việc: Nhiệt độ và môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của
chi tiết.
VD: Các chi tiết máy làm việc nhiệt độ cao.
- Khả năng chế tạo và lắp ráp chi tiết: Mỗi chi tiết được chế tạo bằng nhiều công
nghệ khác nhau, mỗi công nghệ có ưu và nhược điểm.
VD: Chi tiết máy đơn giản có thể đúc hoặc tiện.
- Hệ quả kinh tế: Chọn công nghệ chế tạo phù hợp không nên sử dụng vật liệu có
tính chất quá cao so với nhu cầu, vật liệu có thể tái sinh.
VD: Sản phẩm nhựa có thể tái sinh.
- Bảo vệ môi trường an toàn lao động: Vật liệu sử dụng không được thải chất độc,
quá trình vận hành sử dụng công nghệ đảm bảo an toàn
3


VD: vật liệu giấy.
Câu 5: Thế nào là tổ chức ( cấu trúc) của vật liệu? Trình bày các dạng tổ chức
của vật liệu? Mối liên hệ giữa tổ chức và cơ tính của vật liệu? Nên các tính
chất của vật liệu và ý nghĩa của việc xác định các tính chất đó?
* Là sự sắp xếp nên các thành phần bên trong
- Tổ chức vĩ mô còn gọi là tổ chức thô là hình thái sắp xếp của các phân tử lớn với
kích thước quan sát được bằng mắt thường (0,3mm) hoặc kính lúp (0,01mm)
- Tổ chức vi mô là hình thái sắp xếp của phân tử nhỏ, không quan sát được bằng

mắt thường hay kính lúp.
+ Tổ chức tế vi: Sắp xếp của các nhóm phân tử hay nguyên tử kích thước cở
micomet (0,15)
+ Cấu tạo tinh thể: Kích thước nhỏ dùng toa rơnghen(X) để biết được kích thước.
* Tính chất: bao gồm
+ Cơ học(Cơ tính)
+ Vật lý( Lý Tính)
+ Hóa học(Hóa tính)
+ Công nghệ và sử dụng
- Ý nghĩa: Tổ chức cơ tính là tiền đề cho việc xác định thành phần hóa học của vật
Liệu, chế độ gia công thích hợp, ổn định hóa học trong khí quyển, môi trường ăn
mòn. Thõa mãn cơ lý hóa tính thì chưa đủ conf phải tính đến khả năng gia công
( tính công nghệ)  khó đưa vào sử dụng. Tính sử dụng: Tuổi thọ, độ tin cậy và giá
thành quyết định khả năng áp dụng vật liệu.
Câu 6: Trình bày (khái niệm, viết công thức, ý nghĩa) các thông số trạng thái
và đặc trưng cấu trúc của vật liệu( khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ
xốp)?

4


- Khối lượng riêng: là khối lượng của 1 đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn
toàn đặc (p)
P= ( g/cm3, kg/dm3)
G: khối lượng mẫu vật liệu ở trang thái hoàn toàn khô, g
Va Thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc cm3
- Khối lượng thể tích: Khối lượng thể tích γ là khối lượng của 1 đơn vị thể tích vật
liệu ở trạng thái tự nhiên.
γ= ( g/cm3)

G: khối lượng mẫu trạng thái khôi
V0 Thêt tích ở trạng thái tự nhiên
Thông qua khối lượng thể tích có thể đánh giá sơ bộ một số tính chất khác của nó
như: Độ xốp, độ hút nước, tính truyền nhiệt, cường độ….
- Độ xốp(r) là tỉ số giữa thể tích xốp trong vật liệu với thể tích tự nhiên của nó
R=
Vr: Thể tích xốp
V0: Thể tích tự nhiên
Vr = V0 - Va
r=

= 1- = (1- )x100%

Ảnh hưởng đến nhiều tính chất khác của vật liệu như: cường độ, độ hút nước, tính
chống thấm, tính truyền nhiệt, khả năng chống ăn mòn…
Câu 7: Thế nào là độ ẩm, tính thấm nước, độ co giãn ẩm? Trình bày khái
niệm, viết công thức xác định, ý nghĩa của độ hút nước?
- Độ ẩm W là tỉ lệ % của nước có thực trong vật liệu tại thời điểm thí nghiệm.

5


- Tính thấm nước là tính chất để cho nước thấm qua chiều dày của nó khi giữa 2 bề
mặt vật liệu có chênh lệch áp suất thủy tĩnh.
- Độ co giãn ẩm: Một số vật liệu rỗng có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ như gỗ, bê
tong khi độ ẩm thay đổi thì thể tích và kích thước của chúng cùng thay đổi: co khi
độ ẩm giảm, nở khi độ ẩm tăng lên.
- Độ hút nước là khả năng hút và giữ nước của nó ở điều kiện bình thường.
Độ hút nước theo khối lượng Hp là tỉ số % giữa khối lượng nước mà vật liệu hút
được với khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô

Hp = .100 = .100(%)
Gn: khối lượng nước vật liệu hút được, g
Gu: Khối lượng vật liệu ước sau khi hút nước, g
G: Khối lượng vật liệu khô
Câu 8: Thế nào là tính truyền nhiệt? Ý nghĩa? Tính chống cháy của vật liệu là
gì? Phân biệt vật liệu không cháy, khó cháy và dễ cháy? Tính chịu lửa của vật
liệu là gì? Phân biệt vật liệu chịu lửa, vật liệu khó cháy, vật liệu dễ cháy?
- Tính truyền nhiệt của vật liệu là tính chất để cho nhiệt truyền qua chiều dày của
khối vật liệu, từ nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp.
- Có ý nghĩa quan trọng đối với những vật liệu dung trong xây dựng dân dụng
( tường bao che, mái trần…) Đặc biệt đối với những vật liệu cách nhiệt chuyên
dùng để giữ nhiệt cho các buồng và thiết bị nhiệt.
- Tính chống cháy là khả năng của vật liệu chịu được tác dụng của ngọn lửa trong 1
thời gian nhất định.
* Phân biệt:
+ Vật liệu không cháy là vật liệu dưới tác dụng của ngọn lửa hay nhiệt độ cao cũng
không bắt lửa, không cháy âm ỉ và cũng không bị cacbon hóa.
+ Vật liệu khó cháy dưới tác dụng của ngọn lửa hay nhiệt độ có thể bị bắt lửa cháy
âm ỉ hay bị cacbon hóa 1 cách khó khăn.
6


+ Vật liệu dễ cháy dưới tác dụng của ngọn lửa hay nhiệt độ cao sẽ bắt lửa và tiếp
tục cháy khi đã bỏ nguồn cháy.
- Tính chịu lửa là tính chất của vật liệu chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ mà
không bị cháy và biến hình.
* Phân biệt:
- Vật liệu chịu lửa có khả năng tác dụng lâu dài của nhiệt độ cáo hơn 15800C
- Vật liệu khó cháy chịu được nhiệt độ từ 1350-15800C
- Vật liệu dễ cháy chịu được nhiệt độ thấp < 13500C

Câu 9: Tính biến dạng của vật liệu là gì? Phân biệt biến dạng đàn hồi, biến
dạng dẻo? Thế nào là vật liệu dòn, vật liệu dẻo, cho ví dụ? Thế nào là hiện
tượng từ biến, hiện tượng chùng áp suất?
- Biến dạng vật liệu là tính chất thay đổi hình dạng và kích thước của vật liệu khi
chịu tác dụng của ngoại lực
- Biến dạng đàn hồi: Sau khi bỏ ngoại lực thì biến dạng mất đi hoàn toàn.
- Biến dạng dẻo: Sauk hi gỡ bỏ ngoại lực vật liệu không trở lại hình dạng và kích
thước ban đầu.
- Vật liệu dòn: Cho tới khi phá hoại vẫn không có hiện tượng biến dạng dẻo rõ rệt
VD: gang, đá thiên nhiên, bê tông….
- Vật liệu dẻo: Vật liệu trước khi khi phá hoại cí biến dạng dẻo rất rõ rệt
VD: Thép ít cacbon, bitum…
- Hiện tượng từ biến: Khi 1 ngoại lực không đổi tác dụng lâu dài lên vật liệu có thể
làm cho biến dạng của vật liệu tăng theo thời gian.
- Hiện tượng chùng áp suất: hiện tượng biến dạng của vật liệu dưới tác dụng của
ngoại lực không đổi theo thời gian, mà ứng suất trong vật liệu giảm dần theo thời
gian.

7


Câu 10: Trình bày tính chất cơ học của vật liệu: tính biến dạng của vật liệu,
cường độ, độ cứng, độ mài mòn, tính chống va đập?
- Biến dạng của vật liệu là tính chất thay đổi hình dạng và kích thước của vật liệu
khi chịu tác dụng của ngoại lực.
- Cường độ là khả năng chống lại sự phá hoại do tải trọng hoặc tác dụng môi
trường gây ra, xác định bằng ứng suất tới hạn khi mẫu vật liệu bị phá hoại
Vật liệu phải chịu các tải trọng khác nhau như: Kéo, nén, uốn, cắt…
- Độ cứng: Tính chất của vật liệu chống lại tác dụng đâm xuyên của vật liệu khác
cứng hơn nó.

- Độ mài mòn: Là độ mòn khối lượng trên 1 đơn vị diện tích mẫu bị mài mòn trên
máy thí nghiệm
- Tính chống va đập: Khả năng vật liệu chống lại sự phá hủy do tác dụng của tải
trọng va đập gây ra được biểu thị bằng công cần thiết để đập vỡ 1 đơn vị thể tích
mẫu vật liệu.
Câu 11: Trình bày giản đồ pha của hệ 1 cấu tử Fe, các kiểu mạng tinh thể của
Fe?
- Hệ 1 cấu tử nên giản đồ pha của nó gồm 1 trục, biểu thị nhiệt độ nóng cháy( kết
tinh) và các nhiệt độ biến đổi thù hình của Fe.
- Sắt có 2 kiểu mạng tinh thể:
+ Lập phương tâm mặt, tồn tại ở dạng thù hình Fe y, trong khoảng nhiệt độ 91113920C, ít lỗ hổng, lổ hổng có kích thước lớn hơn, mật độ sắp xếp cao hơn
+ Lập phương tâm khối: Feα nhiệt độ 911 0C, Feδ: nhiệt độ 1392-15390C có nhiều
lổ hổng kích thước nhỏ, mật độ sắp xếp thấp.
Câu 12: Trình bày đặc điểm tương tác giữa Cacbon và sắt khi đưa cacbon vào
sắt và chuyển biến khi làm nguội chậm trong hợp kim Fe-C(Theo giản đồ
pha)?
*Tương tác giữa sắt và cacbon:
8


Fe và C phù hợp ái lực ( lực hút) kích thước thích hợp, lỗ rỗng Fe phù hợp bán
kính C để nguyên tử C vào trong các lỗ rỗng của Fe
- Cacbon hòa tan trong dung dịch rắn xen kẽ ( r C = 0,077nm) giới hạn hòa tan
Fey =10% Nguyên tử C sẽ đi vào các lổ hổng trong cấu trúc tinh thể sắt, kích thước
nguyên tử sắt rFe = 0,1241nm Fey mới hòa tan được C, Feα, Feδ hòa tan không
đáng kể.
- Lượng C nguyên tử C thừa + Fe tạo ra pha trung gian xementit Fe 3C ( C:6,67%
và Fe 93.33%)
- Hợp kim Fe-C trở nên bền cứng hơn.
* Chuyển biến khi làm nguội:

- Chuyển biến bao tinh ở 14990C 0,1-0,5% C
1 rắn + 1 lỏng  1 Rắn mới
δH + LB  yJ
- Chuyển biến cùng tinh ở 11470C >2,14% C
1 lỏng  rắn + rắn (otectit)
LC  ( yE + Fe3CE)
- Chuyển biến cùng tích ở 7270C
1 rắn  2 rắn khác
yS  αP + Fe3CK)

Câu 13: Trình bày đặc điểm và tính chất của các tổ chức một pha của hợp kim
Fe-C?
- Ferit: Có tính sắt từ là dung dịch rắn xen kẻ giữa C và Feα , C hòa tan ít trong Feα
nên gần như là sắt nguyên chất ( mềm, dẻo) hàm lượng C < 0,006%

9


- Austenit: Hàm lượng C < 2,14% ( không có tính sắt từ, thuận từ) tồn tại nhiệt độ
lớn hơn 7270C, dẻo tồn tại trong thép Fey C dễ chui vào lỗ hỗng dẻo cao
- Xementit: Fe3C có C > 6,67%
+ Xementit thứ nhất XeI > 4,3% C nhiệt độ > 11470C
+ Xementit thứ hai XeII C từ 0,8-2,14% nhiệt độ > 7270C
+ Xementit thứ ba: Nhiều nhất C = 20/00
+Xementit cùng tích
- Grafit: Fe-C cao và chứa silic. Quan trọng trong gang
Câu 14: Trình bày đặc điểm và tính chất của các tổ chức hai pha của hợp kim
Fe-C?
- Peclit: ( có thể ký hiệu bằng P,[Feα + Fe3C])
88% ferit và 12% xementit. Tính chất: bền, cứng, đủ dẻo

Có 2 loại peclit:
+ Peclit tấm: Tấm đan xen đều nhau, vạch tối mỏng là xementit, sáng dày là ferit
+ Peclit hạt: So với peclit hạt thì peclit tấm có độ bền, độ cứng cao hơn, độ dẻo, độ
dai thấp hơn.
- Lêđêburit ( Le hay y + Fe hay P + Fe)
Hỗn hợp cùng tích của austenite và xementit từ pha lỏng, với 4,3% C ở 1147 0C
Tính chất: Cứng, dòn.

Câu 15: Trình bày khái niệm chung về gang và thép: Tính chất của gang, thép
và các loại gang thép?
- Khái niệm: Thép hàm lượng cacbon < 2,14% là hợp kim Fe-C
Tính chất: Là vật liệu dẻo, tính đúc thấp, ít sử dụng để chế tạo vật đúc.
10


- Gang là hợp kim Fe-C hàm lượng cacbon >2,14%
- Tính chất: Tính dẻo thấp, tính dẻo nhất định, vật liệu sử dụng để chế tạo khuôn
đúc.
* Phân loại:
- Thép:
+ Thép trước cùng tích: 0,1-0,7% C tổ chức ferit + peclit
+ Thép cùng tích: 0,8% C peclit
+ Thép sau cùng tích: >0,9% C peclit + xementit II
- Gang:
+ Gang trắng trước cùng tinhh <4,3% C peclit + xementit II + lêđêburit
+ Gang trắng cùng tinh: 4,3% C lêđêburit
+ Gang trắng sau cùng tinh: >4,3% C lêđêburit + xementit I
Câu 16: Trình bày( có sơ đồ minh họa) nguyên lý chung các công đoạn sản
xuất gang và thép, dây chuyền công nghệ luyện-đúc-cán?
* Nguyên lý chung:

- Sản xuất gang thép dùng công nghệ luyện gang lò cao. Lò cao vẫn là thiết bị cung
cấp gang cho công nghệ luyện thép và là phối liệu chủ yếu sản xuất mác gang
khác.
- Sản xuất thép từ quặng sắt theo phương pháp hoàn nguyên lỏng
- Sản xuất thép từ quặng sắt theo phương pháp hoàn nguyên trực tiếp.

11


12


-

Câu 17: Luyện thép là gì?Trình bày quá trình hóa lý xảy ra trong luyện thép?
- Luyện thép là quá trình loại bỏ Si, Mn, P, S, C bằng cách thổi oxy vào tạo thành
xỉ ( các oxit nặng) được tháo ra theo cửa tháo xỉ
- Các phản ứng xảy ra:
Si + 2FeO  2Fe + SiO2 + Q1
Mn + FeO  Fe + MnO + Q2
SiO2 và MnO tạo ra sẽ liên kết với nhau trong xỉ
C + FeO  Fe + CO – Q3
Khí CO sẽ thoát ra ngoài khí quyển
2P + 5FeO + 4CaO  5Fe +4CaO.P2O5 + Q4
Lượng 4Cao.P2O5 tạo ra được giữ trong xỉ
FeS + CaO  CaS + FeO – Q
Yêu cầu: Cung cấp đủ oxy để loại các tạp chất để khử oxy trực tiếp.
Câu 18: Trình bày quá trình nấu gang trong lò đứng và quá trình hóa lý xảy
ra trong nấu gang?
13

- Quá trình nấu gang: Để tạo ra các mác gang khác nhau cần thiết phải nấu gang
trên các thiết bị khác nhau: lò đứng, lò điện hoặc nấu liên hợp lò đứng với lò điện
quang hoặc cảm ứng
- Quá trình hóa lý: Điều chỉnh hàm lượng C, Si, Mn, P, S.
Lò đứng được xây dựng bằng gạch samot
Phản ứng xảy ra:
Fe + CO2 FeO + CO hoặc Fe + 1/2O2  FeO
C + FeO  CO + Fe, Si + 2FeO  SiO2 + 2Fe
Mn + FeO  MnO + Fe
Câu 19: Trình bày các khoáng chủ yếu cho luyện đồng và quá trình luyện
đồng ( có sơ đồ minh họa)?
* Khoáng chủ yếu:
- Sulfur: là khoáng chủ yếu chiếm tới 80% trọng lượng quặng. Các khoáng này có
dạng CuFeS2 (34,6% Đồng); Cu3FeS3(55,6% Đồng); Cu2S (chứa 79,9% Đồng) và
CuS( chứa 68,5% Đồng).
- Khoáng catbônat: CuCo3; Cu(OH)2; 2CuCo3, Cu(OH)2, Cu2O, CuO
- Khoáng silicat: CuSiO3.2H2O
- Đồng tự nhiên
* Sơ đồ công nghệ:
Quá trình sản xuất đồng thô: Bao gồm các quá trình tuyển làm giàu quặng, luyện ra
stên đồng và chế tạo kim loại đồng.
Quá trình tinh luyện đồng: Phương pháp hỏa tinh luyện và điện phân.

14


Câu 20: Trình bày các khoáng chủ yếu cho luyện nhôm và công nghệ sản xuất
nhôm sạch, công nghệ sản xuất oxit nhôm theo phương pháp kiểm Bayer(có

sơ đồ minh họa)?
* Khoáng nhiều nhất là boxit
- Các dạng boxit:
+ Hydroxit nhôm AlOH, Al(OH)3
+ Các oxit nhôm ngậm nước và không ngậm nước Al2O3.3H2O; Al2O3.2H2O

15


* Sơ đồ công nghệ sản xuất nhôm sạch:

* Sơ đồ công nghệ sản xuất oxit nhôm:

Câu 21: Đúc kim loại là gì?Trình bày công nghệ đúc kim loại trong khuôn
cát(Có sơ đồ minh họa)?
- Đúc kim loại là phương pháp chế tạo chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào
khuôn đúc.

16


- Công nghệ đúc kim loại trong khuôn cát: Tái nhiệt thông qua khuôn đúc tốc độ
nguội nhanh, nhiệt độ không đều. Phần kim loại nằm ngoài thành khuôn được làm
nguội với tốc độ lớn, càng vào tâm tốc độ nguội giảm dần.

Câu 22: Thế nào là gia công biến dạng kim loại? Trình bày phương pháp gia
công biến dạng kim loại: Cán kim loại, Kéo kim loại, ép chảy kim loại?
* Gia công biến dạng kim loại: lợi dụng tính dẻo để làm thay đổi hình dạng của sản
phẩm nhờ lực tác dụng thông qua dụng cụ và khuôn.
* Cán kim loại: từ thỏi đúc liên tục, người ta cán thành tấm dạng thanh nhỏ hoặc

dạng khối lớn. Thực hiện nguyên công cán kéo  sản phẩm đặc trưng.
* Kéo kim loại: Là giảm tiết diện của chi tiết bằng cách kéo qua khuôn có lổ hình.
Kéo là quá trình làm tinh. Kéo nguội chính xác, bề mặt bong và bền, song lực kéo
phải lớn. Kéo nóng cho năng suất cao hơn.
* Ép chảy kim loại: Là công đoạn tạo hình kim loại bằng cách ép đùn kim loại đã
đun nóng qua lổ hình của khuôn ép thông qua chày ép hoặc piston ép.
Câu 23: Thế nào là gia công biến dạng kim loại? Trình bày phương pháp gia
công biến dạng kim loại: rèn kim loại, đập kim loại?
* Gia công biến dạng kim loại: Lợi dụng tính dẻo để làm thay đổi hình dạng của
sản phẩm nhờ lực tác dụng thông qua dụng cụ và khuôn.
17


- Rèn kim loại: Là phương pháp biến dạng khối với lực động hoặc lực tỉnh để tạo
ra sản phẩm khá đang dạng
- Dập kim loại:

Câu 24: Trình bày phương pháp hàn kim loại(Khái niệm, phương pháp
hàn)?
- Phương pháp hàn là phương pháp ghép chặt không tháo được ( hàn thuộc kỹ thuật
lắp ghép theo phương pháp nhiệt, ngoài ra theo phương pháp cơ như ghép mộng,
bulông, chốt, tán rivê, kẹp, phương pháp dán dính).
- Phương pháp hàn:
+ Làm sạch mối hàn:
- Cơ học: Chải, mài giấy nhám.
- Tẩy dầu mở bằng dung môi.

18

- Khử oxyt, ngăn oxi hóa: ZnCl 2 với hàn thiếc, borax(hàn the) với hàn đồng, trợ
dung hàn với thép.
Khi hàn nhiệt độ vũng hàng nâng lên nhanh và nguội cũng nhanh bằng chính kim
loại xung quanh mối hàn kim loại bị cứng. do chênh lệch nhiệt độ xung quanh
mối hàn, xuất hiện ứng suất du kim loại thay đổi tính chất.
Câu 25: Trình bày khái niệm luyện kim bột, Các công đoạn luyện kim bột?
Ứng dụng của phương pháp này?
Luyện kim bột là quá trình chế tạo chi tiết từ bột các hợp chất của kim loại.
- Quy trình:
+ Sản xuất bột kim loại, hợp kim hoặc bột gốm.
+ Trộn bột kim loại, hợp kim với chất dính và phụ gia.
+ Tạo hình sản phẩm.
+ Thiêu kết: Tạo liên kết bền giữa các hạt vật liệu và độ bền cần thiết cho chi tiết.
+ Gia công tinh: Tinh chỉnh kích thước, ép lại và luyện nhiệt.
- Ứng dụng:
+ Dùng làm vật liệu kết cấu:
+ Tạo hợp kim đặc biệt:AlNiCo, Fe-Ni, Nb3Sn
+ Composite kim loại
+ Vật liệu chịu nhiệt cao
+ Vật liệu xốp.

19


Câu 26: Trình bày vật liệu polimer? Polimer là gì? Đa số các polymer đang sử
dụng thuộc loại nào? Cho ví dụ một số polymer thường gặp và ứng dụng của
nó(3 polimer trở lên)?
Có 2 loại: Polimer tự nhiên
Polimer tổng hợp: + Polimer tự nhiên biến tính
+ Có trong tự nhiên nhưng có thể tác động nhân tạo

+ Con đường tổng hợp
Khái niệm: Là 1 hợp chất gồm các phân tử được hình thành do sự lập lại nhiều lần
của 1 hay nhiều loại nguyên tử liên kết với nhau.
Đa số người ta sử dụng: Polimer tổng hợp vì có tính ưu việt hơn nhiều
VD của ứng dụng:
Bông: vải, vải tổng hợp….
Da: ví, áo, trống….
Keo dán: keo dán giấy, keo dán epoxy.
Sơn: Trang trí nội thất, bảo vệ vật liệu khỏi tác động bên ngoài…
Câu 27: Trình bày bản chất hóa học của cấu trúc phân tử polymer và cấu trúc
của 1 số polymer thường gặp?
- Bản chất hóa học: Phân tử khối lượng phân tử lớn các phân tử liên kết cộng hóa
trị, mạch dài và mềm dẻo.
Nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử C khác được cấu tạo từ các monomer lặp đi
lặp lại nối với nhau.
- Cấu trúc một số polymer thường gặp:

20


PE
Câu 28: Trình bày cấu trúc mạch của polimer(hình dạng mạch, phân loại
mạch, ví dụ tương ứng các loại mạch)?
- Hình dạng mạch: Mạch polymer là đường gãy khúc, dích dắc, các liên kết có thể
quay trong không gian chứ không phải là một đường thẳng.
+ Phân loại:

( Cao su)
(Ny-lon 6-6, bakelit)
21

Câu 29: Trình bày cấu trúc tinh thể của polymer( tinh thể polymer và tiểu
cầu, mức độ kết tinh)?
- Tinh thể polymer và tiểu cầu: Các phân tử sắp xếp trật tự xác định, trật tự sắp xếp
của polymer không phải của ion, phân tử, nguyên tử như vật liệu khác mà là của
mạch phân tử.
Polymer kết tinh từ trạng thái nóng chảy sang tiểu cầu.
Tinh thể và vô định hình đan xen với nhau (tấm)
- Mức độ kết tinh: Polymer gồm các tiểu cầu. Các tinh thể xuất hiện như những
vạch sáng, vùng tối giữa các tiểu cầu là miền vô định hình.
Mức độ kết tinh của polymer dao động rất mạnh phụ thuộc vận tốc, độ làm nguội
khi đóng rắn và hình thái cấu tạo của mạch.
Câu 30: Trình bày các nguồn nguyên liệu sản xuất vật liệu polymer, các
phương pháp tổng hợp polymer? Đề xuất một quy trình sản xuất vật liệu
polymer?
- Nguyên liệu: Dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá, gổ, nguyên liệu có nguồn gốc
động vật và thực vật khác.
- Phương pháp tổng hợp:
+ Phản ứng trùng hợp monomer: etylen, propylene, vinylclorua… Phản ứng trùng
hợp kết hợp các monomer thành polymer mà không thoát ra sản phẩm phụ.
Quá trình phản ứng: khơi mào, phát triển mạch, đứt mạch.
+ Phản ứng trùng ngưng:
Monome: axit dicacboxylic, rượu 2 lần rượu, diamin… là phản ứng tạo thành
polymer từ các monomer có thoát ra sản phẩm phụ là các hợp chất phân tử thấp.

22


Câu 31: Trình bày phân loại vật liệu gốm, nêu các công đoạn chính trong dây

chuyền công nghệ sản xuất vật liệu gốm?Nguyên liệu sản xuất gốm oxit và
không oxit là gì? Cho ví dụ minh họa 2 phương pháp để sản xuất nguyên liệu
gốm oxit hoặc gốm không oxit?
- Phân loại vật liệu gốm: Tùy theo bản chất hóa học chia ra: Gốm silicat, gốm oxit,
gốm không oxit.
- Dây chuyền công nghệ: Gia công chuẩn bị phối liệu ( đất sét, cao lanh, phụ gia) 
nghiền  sảntạo hình sấy nung(gia công bổ sung) trang trí, tráng men nung.
- Nguyên liệu sản xuất gốm oxit và không oxit: không có sẵn trong thiên nhiên,
tổng hợp từ các nguyên liệu sản phẩm của quá trình xử lý hóa học các khoáng vật
tự nhiên
VD: Bột oxit Al2O3…
Khoáng tan trong axit hoặc kiềm, làm sạch, kết tủa nung kết sơ bộ nghiền.
Nếu cháy trong nồi hồ quang ( ít sử dụng)  làm lạnh và nghiền tới cở hạt yêu cầu.
- Nguyên liệu gốm không oxit: SiC, TiC. Phương pháp nung các oxit nung với C.

Câu 32: Trình bày nguyên liệu và sơ đồ công nghệ sản xuất vật liệu cacbon và
vật liệu grafit? Nêu các phương pháp sản xuất thủy tinh, các công đoạn sản
xuất thủy tinh theo phương pháp truyền thống?
23


- Nguyên liệu: Là các cốc dầu mỏ và pech hoặc nhựa tổng hợp.
- Sơ đồ công nghệ:

Nguyên liệu cốc và chất liên kết được trộn, tạo hình và nung ở nhiệt độ 1000 0C
trong vài ngày đến vài tuần, chất liên kết phân hủy thành cacbon và kết khối nhờ
phản ứng tạo cầu nối liên kết các hạt cacbon với nhau.
- Phương pháp công nghệ truyền thống để sản xuất thủy tinh là phương pháp nấu
chảy.
Các phương pháp khác là tổng hợp từ hệ lỏng và phương pháp ngưng tụ từ pha hơi.

- Công đoạn: gia công nguyên phối liệu( chọn lọc, nghiền sàn) nấu chảy thủy
tinh( lò nồi, lò bể) 1100 0C-15000C Khử bọt lắng làm lạnhtạo hìnhủ, khử
ứng lực, gia công bổ sung.
Câu 33: Xi măng Portland là gì? Trình bày nguyên liệu sản xuất xi măng
Portland và các công đoạn chủ yếu trong dây chuyền công nghệ sản xuất xi
măng Portland?
- Khái niệm: Là chất kết dính thủy lực, khi trộn với nước tạo thành hồ dẻo có tính
kết dính đóng rắn trong môi trường không khí, nước. Khi đóng rắn thì phát triển
cường độ.
- Là sản phẩm nghiền mịn của clinker với thạch cao thiên nhiên, phụ gia.
Nguyên liệu:
- Nguyên liệu chính:
+ Đá vôi: CaCo3 >= 85%, MgCo3 =<5%
24


+ Đất sét: SiO2 gần bằng 55 -70%
+ Phụ gia điều chỉnh:
- giàu silic: sử dụng cát mịn
- giàu sắt: pirit
- Giàu nhôm: Quặng boxit
+ Phụ gia khoáng hóa.
Nguyên liệu khác: Bùn, xỉ lò cao.
* Công đoạn chính: Khai thác, gia công phối liệu nung clinker Nghiền clinker+
phụ gia.
Câu 34: Trình bày khái niệm vật liệu composite? Cơ tính của vật liệu
Composite phụ thuộc vào đặc tính nào? Trình bày phân loại và thành phần
của vật liệu composite?
- Khái niệm: Vật liệu composite là vật liệu tổ hợp từ 2 hoặc nhiều vật liệu khác
nhau. Vật liệu mới có tính chất ưu việt hơn so với từng loại vật liệu thành phần

riêng rẽ.
- Cơ tính phụ thuộc vào đặc tính:
* cơ tính của các vật liệu thành phần: Cơ tính vật liệu thành phần tốt cơ tính vật
liệu composite tốt.
* luật phân bố hình học của vật liệu cốt: Vật liệu cốt phân bố không đồng đều vật
liệu composite bị phá hủy.
* Tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành phần.
- Phân loại:
+ phân loại theo hình dạng: composite sợi, vảy, hạt, điền đầy phiến.
+ Phân loại theo bản chất và vật liệu thành phần: Composite nền hữu cơ, kim loại,
gốm.
25