Giao_trinh_vat ly kim loai va hop kim- sach gối đầu của sinh viên Cơ khí và Vật liệu

MÅÍ ÂÁƯU

Vật
liệu
học

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 hi váût liãûu sỉí
dủng cáưn phi cọ ráút nhiãưu tênh cháút khạc nhau. Vê dủ : khi thỗ cỏửn coù tờnh dỏựn õióỷn rỏứt
cao õóứ duỡng 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 liãûu hc s trang bë cho sinh viãn nhỉỵng kiãún thỉïc cå bn ca cạc loải váût
liãûu chênh : tinh thãø, caïc håüp kim, baïn 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 bn 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-Theùp hỗnh 10,9%

2-Gang
11,3%
4-Hồỹp kim nhọm 4,2%
5-Caùc kim loaỷi maỡu khaùc 3,9%
6-Cháút do 10,2%
7-Cháút do ân häưi 3,4%
8-Váût liãûu hỉỵu cå khạc
3,4%
9-Thy tinh 4,2%
10-Sån
1,7%
11-Cháút lng
5,9%
u cáưu ca ngỉåìi k sỉ cạc ngnh cå khê ngoi kh năng hiãøu biãút vãư chun män
sáu ca ngnh hc, cn phi nàõm âỉåüc nhỉỵng tênh cháút cå bn ca cạc loải váût liãûu âãø tỉì
âọ cọ thãø sỉí dủng mäüt cạch håüp l nháút nhàịm nỏng cao tuọứi thoỹ cuớa maùy moùc, cọng
trỗnh, haỷ giaù thnh sn pháøm ...
Män hc ny kãú thỉìa kiãún thỉïc ca khạ nhiãưu cạc lénh vỉûc khạc nhau : tinh thãø hc,
cå lỉåüng tỉí, váût l tia rån ghen, àn mn v bo vãû kim loải ...do âọ khäúi lỉåüng kióỳn thổùc
khaù lồùn vaỡ coù nhióửu mỷt. Vỗ vỏỷy õoỡi hi ngỉåìi hc phi nàõm vỉỵng cạc kiãún thỉïc cå bn
vãư váût liãûu v thỉûc hnh nghiãm tục cạc thê nghiãûm. Khi nghiãn cỉïu män hc ny phi
nàõm chàõc mäúi quan hãû giỉỵa thnh pháưn họa hc, cáúu trục v tênh cháút ca váût liãûu. Báút
k sỉû thay âäøi no ca thnh pháưn họa hc v cáúu trục s dáùn tåïi sỉû biãún âäøi ca tênh
cháút váût liãûu.
1


CHỈÅNG 1 : CÁÚU TẢO CA KIM LOẢI V HÅÜP KIM

Âäü dáùn âiãûn

Âäü dáùn âiãûn

Vật
liệu
học

Trong bng tưn hon cạc ngun täú hoạ hc ca Menâãlãep , hiãûn tải cọ hån
100 nguyón tọỳ thỗ caùc nguyón tọỳ kim loaỷi chióỳm hồn 3/4 . Trong chỉång ny chụng ta s
nghiãn cỉïu cáúu trục ca mảng tinh thãø , sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí v máût âäü ca
chụng cng nhỉ khong cạch giỉỵa cạc màût tinh thãø .
1.1.CÁÚU TẢO MẢNG TINH THÃØ L TỈÅÍNG CA KIM LOẢI NGUN
CHÁÚT :
1.1.1. Khại niãûm v âàûc âiãøm ca kim loải :
1- Âënh nghéa : Kim loải l váût thãø sạng , do , cọ thãø rn âỉåüc , cọ tênh dáùn âiãûn
v dáùn nhiãût cao .
Báút cỉï kim loải no bãư màût chỉa bë ä xy hoạ âãưu cọ v láúp lạnh sạngì ta thỉåìng gi
l ạnh kim .Háưu hãút cạc kim loải âãưu do , cọ thãø kẹo såüi , dạt mng dãù daìng , dáùn âiãûn
vaì dáùn nhiãût täút . Tuy váûy khäng phi táút c cạc kim loải âãưu tho mn nhỉỵng tênh cháút
trãn . Vê dủ : stibi (Sb) ráút dn khäng thãø rn âỉåüc , pradeodim (Pr) dáùn âiãûn ráút kẹm .
Tiãu chøn âãø phán biãût kim loải v phi kim l hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí . Kim
loải cọ hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí dổồng (khi nhióỷt õọỹ tng thỗ õióỷn trồớ tng) coỡn vồùi phi
kim loaỷi thỗ hóỷ sọỳ naỡy ỏm (khi nhióỷt õọỹ tng õióỷn trồớ giaớm).

t0C

t0C

b) Phi kim loaỷi
a) Kim loaỷi

Hỗnh 1.1- Hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí.
Ta cọ thãø gii thêch cạc âàûc âiãøm ca kim loải dỉûa vo l thuút cäø âiãøn vãư cáúu tảo
ngun tỉí . Kim loải cọ ạnh kim l do khi cọ ạnh sạng chióỳu vaỡo thỗ õióỷn tổớ seợ hỏỳp thuỷ
nng lổồỹng . Do âọ nọ cọ nàng lỉåüng cao hån, bë kêch thêch v nhy lãn phán mỉïc nàng
lỉåüng trãn . Tải mỉïc nàng lỉåüng ny l khäng äøn âënh do âọ âiãûn tỉí chè täưn tải mäüt thåìi
gian ráút ngàõn v sau âọ tråí vãư mỉïc nàng lỉåüng c . Khi âọ chụng thi båït pháưn nàng
lỉåüng dỉåïi dảng bỉïc xả v lm cho kim loải cọ v láúp lạnh sạng . Tênh dáùn âiãûn v dáùn
nhiãût cng cọ thãø gii thêch tỉång tỉû . Cn tênh do cọ thãø gii thêch dỉûa vo liãn kãút kim
loải .
2. Phán loải kim loải :
Trong thỉûc tãú täưn tải nhiãưu phỉång phạp phán loải kim loải, âáy l mäüt trong nhỉỵng
nhỉỵng phỉång phạp thỉåìng sỉí dủng nháút .
a- Theo khäúi lỉåüüng riãng: kim loải âỉåüc chia lm hai nhọm : kim loải nhẻ v kim loải
nàûng
2


Kim loải nàûng l cạc kim loải cọ khäúi lỉåüng riãng låïn hån 5 g/cm3 . Vê dủ nhỉ sàõt
(b = 7,8) , vng (b = 19,5) , thy ngán (b = 13,1) ...
Kim loải nhẻ l cạc kim loải cọ khäúi lỉåüng riãng nh hån 5 g/cm3 . Vê dủ nhỉ nhäm
(b = 2,7) , ti tan (b = 4,5) , man gan (b = 1,73 ) ...
b - Theo nhiãût âäü nọng chy : kim loải âỉåüc chia lm hai nhọm
Kim loải cọ nhiãût âäü nọng chy cao : sàõt (1539oC) , vonphram (3410oC) , titan
(1668o C), âäöng (1085oC)
Kim loaỷi coù nhióỷt õọỹ noỡng chaớy thỏỳp : chỗ (327oC) , nhäm ( 657oC) , stibi (631oC) ...
c - Theo tênh cháút hoảt âäüng :
Kim loải kiãưm : natri ,kali, liti ...
Kim loaûi chuyãøn tiãúp : sàõt , cräm ,mangan ,vanadi ...
1.1.2. Liãn kãút kim loaûi :
Trong kim loaûi pháưn låïn cạc

ngun tỉí nhỉåìng båït âiãûn tỉí âãø tråí thnh
+
+
+
+
ion dỉång cn cạc âiãûn tỉí tråí thnh âiãûn
tỉí tỉû do . Cạc âiãûn tỉí ny khäng bë chi
+
+
+
+
phäúi båíi mäüt ngun tỉí no c . Giỉỵa cạc
ion dỉång våïi nhau v cạc âiãûn tỉí våïi
nhau s täưn tải lỉûc âáøy , giỉỵa ion v âiãûn
+
+
+
+
tỉí sinh ra lỉc hụt . Sỉû cán bàịng giỉỵa cạc
lỉûc ny l cå såí ca liãn kãút kim loải . Âáy
+
+
+
+
l dảng liãn kãút quan trng ca kim loải,
nhåì mäúi liãn kãút ny m kim loaỷi coù tờnh
deớo rỏỳt cao .
Hỗnh 1.2- Lión kóỳt kim loải.
1.1.3. Cạc tênh cháút ca kim loải :
Trong pháưn ny ta chè nghiãn cỉïu cạc tênh cháút âỉåüc sỉí dủng trong cå khê l

ch úu . Ngoi ra cn xem xẹt thãm mäüt vi tênh cháút khạc.
1-Cå tênh : Nhiãưu kim loải cọ cå tênh täøng håüp täút tha mn cạc u cáưu chãú tảo
trong cå khê . Nhỉng trong thỉûc tãú háưu nhỉ khäng sỉí dủng kim loải ngun cháút m ch
úu l dng håüp kim . Cå tênh ca kim loải v håüp kim âỉåüc âạnh giạ bàịng nhỉỵng chè
tiãu sau âáy :
*Âäü bãưn ténh : xạc âënh bàịng giåïi hản bãưn V b ,giåïi hản chy Vc v giåïi hản ân häưi
Vâh. Âån vë âo theo hãû SI l N/m2, nhỉng âån vë ny quạ nh nãn thỉåìng dng MN/m2
hay MPa (trong thỉûc tãú hay dng KG/mm2)
*Âäü cỉïng : âỉåüc xạc âënh bàịng cạc loải âäü cỉïng Brinen (HB), Rockwell
(HRA,HRB,HRC) v Vicker (HV)
*Âäü do : xạc âënh bàịng âäü dn di tỉång âäúi G % v âäü thàõt t âäúi < %
*Âäü dai : xạc âënh bàịng cäng phạ hy mäüt âån vë tiãút diãûn máùu , thỉåìng k hiãûu ak, âån
vë âo kj/m2.

3


4


2-L tênh : cạc tênh cháút váût l ca kim loải cng âỉåüc ỉïng dủng ráút phäø biãún : lm
dáy dáùn âiãûn ,nam chám , váût liãûu dáùn nhiãût ...
3- Họa tênh : cạc kim loải thỉåìng tạc dủnh mảnh våïi cạc ngun täú phi kim loải v
bë phạ hy trong khäng khê áøm.
4-Tênh cäng nghãû : l kh nàng chëu cạc dảng gia cäng : âục ,rn dáûp ,cạn,càõt
gt...Mäüt kim loải khäng thãø âäưng thåìi cọ táút c cạc tờnh cọng nghóỷ õóửu tọỳt.Vờ duỷ : nóỳu
õuùc tọỳt thỗ dáûp s kẹm ... Kim loải d ráút qu nhỉng nóỳu tinh cọng nghóỷ xỏỳu thỗ khọng
thóứ sổớ duỷng trong lénh vỉûc cå khê .
1.1.4. Cáúu tảo mảng tinh thãø ca kim loải ngun cháút :
1- Cạc khại niãûm cå bn

a-Màût tinh thãø : trong kim loải cạc ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû , tỉïc l chụng âãưu
nàịm trãn nhỉỵng màût phàóng song song v cạch âãưu nhau gi l màût tinh thãø .Táûp håüp vä
säú cạc màût nhỉ váûy tảo nãn mảng tinh thãø .
b-Khäúi cå såí (cn gi l ä cå bn) : l pháưn nh nháút âàûc trỉng cho mäüt loải mảng
tinh thãø .Cọ thãø xem nhỉ mảng tinh thãø l do vä säú cạc khäúi cå såí xãúp liãn tiãúp nhau tảo
nãn.
c-Thäng säú mảng (cn gi l hàịng säú mảng) : l khong cạch giỉỵa hai ngun tỉí
trãn mäüt cảnh ca khäúi cå såí .Thäng säú mảng l kêch thỉåïc cå bn ca mảng tinh thãø, tỉì
âọ cọ thãø suy ra cạc khong cạch báút k trong mảng .Âån vë âo thäng säú mảng l kx
(nano mẹt) hay àng sträng , våïi 1kx = 1,00202Ao = 1,00202.10-8 cm. Theo thäng säú
mảng ta cọ thãø tênh âỉåüc âỉåìng kênh ngun tỉí kim loải . Thäng säú mảng thỉåìng k
hiãûu l a .
2- Cạc loải mảng tinh thãø thỉåìng gàûp ca kim loải :
Trong cạc kim loải thäng dủng thỉåìng gàûp ba kiãøu mảng tinh thãø sau âáy :
a-Láûp phæång tám khäúi (thãø tám A2) : Cạc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh v åí trung
tám ca khäúi láûp phỉång . Nãúu coi cạc ngun tỉí laỡ hỗnh cỏửu vaỡ bióứu dióựn gỏửn nhổ thỏỷt
thỗ caùc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh chẹo nhau ca khäúi láûp phỉång tiãúp xục våïi nhau qua
ngun tỉí åí trung tám . Cạc ngun tỉí cn lải khäng tiãúp xục våïi nhau . Kiãøu mảng ny
cọ trong cạc kim loải FeD, Cr, Mo,V. Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l :
a 3
a 3
v r =
. Kiãøu mảng ny cọ mäüt thäng säú mảng l a .
d=
2
4
b - Láûp phỉång tám màût (diãûn tám A1) : Cạc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh v tám ca
cạc màût bãn khäúi lỏỷp phổồng. Nóỳu coi caùc nguyón tổớ laỡ hỗnh cỏửu vaỡ bióứu dióựn gỏửn nhổ
thỏỷt thỗ nguyón tổớ nũm ồớ õốnh vaỡ tỏm cuớa caùc mỷt bón thỗ tióỳp xuùc våïi nhau .Cạc ngun
tỉí cn lải khäng tiãúp xục våïi nhau . Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l

a 2
a 2
d=
v r =
. kiãøu mảng ny chè cọ mäüt thäng säú mảng l a . Thỉåìng gàûp
2
4
trong cạc kim loải FeJ, Cu, Ni, Al, Pb...
c-Sạu phỉång xãúp chàût (lủc giạc xãúp chàût A3) : Cạc ngun tỉí nàịm ồớ caùc õốnh vaỡ ồớ
tỏm hai mỷt õaùy cuớa hỗnh làng trủ lủc giạc âãưu .Ba ngun tỉí nàịm åí trung tám ba làng
trủ tam giạc cạch nhau.Mảng sạu phỉång xãúp chàût cọ hai thäng säú mảng l a v c, t säú
c/a gi l hãû säú xãúp chàût.
5


Hỗnh 1.3- Mọ hỗnh vaỡ caùch sừp xóỳp nguyón tổớ trong khäúi cå såí.
a) Láûp phỉång tám màût
b) Láûp phỉång tám khäúi
c) Sạu phỉång xãúp chàût

8
c
| 1,633 .Trong thỉûc tãú tè säú c/a khäng âụng l
a
3
1,633 m dao âäüng trong trong khong 1,57 y 1,64 v cng âỉåüc coi l xãúp chàût . Cạc
kim loải cọ kiãøu mảng ny l : Zn, Cd, CoD, Mg, Ti, Ru...
d-Chênh phæång tám khäúi (thãø tám) : Trong täø chỉïc ca thẹp sau khi täi
(mactenxit) cn cọ kiãøu mảng chênh phỉång tám khäúi . Cọ thãø coi kiãøu mảng ny l láûp
phỉång tám khäúi âỉåüc kẹo di theo mäüt chiãưu . Nọ cọ hai thäng säú mảng l a v c , tè säú

c/a gi l âäü chênh phỉång .
Trong thỉûc tãú sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí trong kim loải theo xu hỉåïng dy âàûc
nháút . Do âọ khäng cọ kim loải no cọ kiãøu mảng âån gin chênh phỉång tám khäúi c .

Trong trỉåìng håüp l tỉåíng

6


a)

b)
c)
Hỗnh 1.4- Hóỷ toaỷ õọỹ vaỡ caùch xaùc õởnh mỷt v phỉång tinh thãø
a) Hãû toả âäü trong khäúi cå såí.
b) K hiãûu phỉång trong khäúi cå såí.
c) K hiãûu màût trong khäúi cå såí

1.1.5.Máût âäü ngun tỉí v läù häøng ca mản
û g tinh thãø :
1.Máût âäü ngun tỉí trong mảng tinh thãø
Do ta coi cạc ngun tỉí kim loaỷi laỡ hỗnh cỏửu nón duỡ chuùng sừp xóỳp sờt chàût bao
nhiãu âi nỉỵa giỉỵa chụng våïi nhau cng cn coù caùc khoaớng trọỳng nhỏỳt õởnh . Vỗ vỏỷy phaới
õổa ra váún âãư máût âäü ca ngun tỉí trong mảng tinh thãø .
Máût âäü ngun tỉí trong mảng tinh thãø l pháưn thãø têch (diãûn têch) cọ ngun tỉí
chiãúm chäù tênh ra pháưn tràm .
nv
Máût âäü khäúi Mv =
.100%
V

Trong âọ : n - säú ngn tỉí cọ trong khäúi cå såí
v - thãø têch ca mäüt ngun tỉí
V - thãø têch khäúi cå såí
n
Máût âäü màût MS = s .100%
S
Trong âọ : ns - säú ngun tỉï cọ trong màût âang xẹt
s - diãûn têch ca mäüt ngun tỉí
S - diãûn têch màût âang xẹt
2.Läù häøng trong mảng tinh thãø
Do nguyón tổớ coù daỷng hỗnh cỏửu nón giổợa chuùng luọn cọ cạc läù häøng .Cọ hai loải
läù häøng : läù häøng trong khäúi tạm màût v läù häøng trong khäúi bäún màût. Cạc kiãøu mảng
khạc nhau cọ säú läù häøng khạc nhau v kêch thỉåïc ca chụng cng khạc nhau . Cạc läù
häøng ny quút âënh sỉû ha tan ca cạc ngun tỉí khạc vo mảng ca chụng.
Mảng láûp phỉång tám khäúi :
- Loải thỉï nháút : nàịm trong khäúi tạm màût tảo båíi sạu ngun tỉí v cọ tám nàịm åí
giỉỵa cạc cảnh v trung tám cạc màût bãn, kêch thỉåïc ca no l 0,154d . Táút c cọ sạu läù
häøng nhỉ váûy .

7


Hỗnh 1.5- Xaùc õởnh mỏỷt õọỹ sừp xóỳp Ml, Ms, ca khäúi cå såí mảng tinh thãø.
- Loải thỉï hai : nàịm trong khäúi bäún màût , cọ tám nàịm åí 1/4 âoản thàóng näúi
âiãøm giỉỵa cạc màût bãn, kêch thỉåïc l 0,221d v cọ táút c 12 läù häøng. Mảng láûp phỉång
tám khäúi cọ nhiãưu läù häøng hån nhỉng kêch thỉåïc cạc läù häøng nh hån .
Mảng láûp phỉång tám màût :
- Loải thỉï nháút : nàịm trong khäúi tạm màût cọ tám nàịm åí trung tám khäúi cå såí v
âènh åí âiãøm giỉỵa cạc màût bãn, kêch thỉåïc 0,41d. Cọ táút c bäún läù häøng nhỉ váûy .
- Loải thỉï hai : nàịm trong khäúi bäún màût, tám nàịm åí khong 1/4 cạc âỉåìng

chẹo khäúi ^111`, kêch thỉåïc 0,225d , cọ táút c tạm läù häøng nhỉ váûy. Mảng láûp phỉång
tám màût cọ säú läù häøng êt hån nhổng kờch thổồùc lồùn hồn .
1.1.6.Tờnh õa hỗnh cuớa kim loaỷi (thuỡ hỗnh) :
1-Khaùi nióỷm vaỡ vờ duỷ :
Khaù nhióửu kim loải cọ nhiãưu kiãøu mảng tinh thãø khạc nhau åí cạc khong nhiãût
âäü v ạp sút khạc nhau, tênh chỏỳt õoù goỹi laỡ tờnh õa hỗnh .
Nhióỷt õọỹ maỡ tải âọ kim loải chuøn tỉì kiãøu mảng ny sang kiãøu mảng khạc gi l
nhiãût âäü tåïi hản ca chuøn bióỳn õa hỗnh . Nhióỷt õọỹ naỡy coỡn phuỷ thuọỹc vo täúc âäü nung
nọng, täúc âäü lm ngüi v trảng thại ban âáưu ca kim loải . Cạc dảng âa hỗnh khaùc nhau
cuớa mọỹt nguyón tọỳ õổồỹc kyù hióỷu bũng cạc chỉỵ Hy lảp cäø :D, E, J...Trong âọ D laỡ kyù hióỷu
cho daỷng õa hỗnh ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp nháút, cạc chỉỵ cn lải k hiãûu láưn lỉåüt åí caïc nhiãût âäü
cao hån.

8


Hỗnh 1.6- Caùc loaỷi lọự họứng trong maỷng lỏỷp
phổồng tỏm màût (a) v láûp phỉång tám khäúi. (b)
Vê dủ : Sừt laỡ kim loaỷi coù tờnh õa hỗnh , ồớ nhiãût âäü < 911oC v tỉì 1392oC âãún
1539oC cọ kiãøu mảng láûp phỉång tám khäúiì gi l FeD .Trong khong tỉì 911oC âãún
1392oC cọ mảng láûp phỉång tám màût gi l FeJ.
Thiãúc åí nhiãût âäü thỉåìng cọ mu sạng bảc, cọ thãø hn, dạt mng v kẹo såüi âỉåüc, âọ
l SnE. Nhổng khi laỡm nguọỹi xuọỳng -30oC thỗ trồớ thaỡnh SnD cọ mu xạm åí dảng bäüt.
2-Sỉû thay âäøi tênh chỏỳt khi coù chuyóứn bióỳn õa hỗnh :
Khi coù chuyóứn bióỳn õa hỗnh caùc kim loaỷi õóửu coù sổỷ thay âäøi cạc tinh cháút ca chụng.
-Thãø têch riãng thay âäøi :
Tỉì FeD sang FeE thãø têch ca cọ gim âi khong 1% . Tỉì SnE sang SnD thãø têch tàng
lãn 25%
-Thay âäøi vãư cå tênh : tỉì SnE sang SnD âäü bãưn khäng cn nỉỵa
-Thay âäøi vãư l tênh : do sỉû sàõp xãúp ca ngun tỉí cọ thay âäøi nãn nhiãût dung ,

âiãûn tråí ... âãưu biãún âäøi âi.
Sỉû thay âäøi tênh cháút ca kim loải khi chuøn biãún õa hỗnh õổồỹc nghión cổùu kyợ
lổồợng õóứ tỏỷn duỷng caùc tênh cháút cọ låüi v ngàn ngỉìa cạc màût báút lồỹi .Tờnh õa hỗnh cuớa sừừt
õổồỹc sổớ duỷng rỏỳt nhióửu trong nhiãût luyãûn .
1.1.7.Âån tinh thãø vaì âa tinh thãø :
1-Tênh cọ hỉåïng ca tinh thãø : Mảng tinh thãø ln ln thãø hiãûn tênh cọ hỉåïng (dë
hỉåïng) ca nọ nghéa l theo cạc hỉåïng khạc nhau tênh cháút ca mảng (cå ,l , họa
tênh...) khạc nhau .Tênh cọ hỉåïng l do cáúu tảo mảng tinh thãø, cạc phỉång v màût khạc
nhau cọ máût âäü ngun tỉí khäng giäúng nhau.Theo phỉång cọ máût âäü ngun tỉí låïn liãn
kãút bãưn hån nãn cọ âäü bãưn låïn hån cạc phỉång cọ máût âäü ngun tỉí bẹ .

9


Vê dủ : Tinh thãø âäưng theo cạc phỉång khạc nhau cọ âäü bãưn kẹo thay âäøi tỉì 140
âãún 250MN/m2 . Tinh thãø ma giã (mảng sạu phỉång xãúp chàût) cọ âiãûn tråí : theo trủc a cọ
U = 4,53.10-6:cm, theo trủc c cọ U = 3,78.10-6:cm .
2-Âån tinh thãø vaì âa tinh thãø :
Âån tinh thãø : Nãúu váût tinh thãø cọ mảng thäúng nháút v phỉång khäng thay õọứi trong
toaỡn bọỹ thóứ tờch thỗ goỹi laỡ õồn tinh thóứ.
óứ hỗnh dung vóử õồn tinh thóứ ta lỏỳy mọỹt khäúi cå såí v tënh tiãún nọ theo ba trủc ta
âäü våïi âoản bàịng chu k tưn hon mảng (thäng säú mảng) s âỉåüc âån tinh thãø.
Trong thỉûc tãú mäüt säú khoạng váût cọ thãø täưn tải cạc âån tinh thãø tỉû nhiãn. Våïi kim
loải âãø cọ âỉåüc tinh thãø phi ạp dủng cäng nghãû âàûc biãût "ni" âån tinh thãø. Ngy nay
ngỉåìi ta måïi chãú tảo âỉåüc cạc âån tinh thãø kim loải cọ kêch thỉåïc nh, di khong 3,5
cm.
Mäüt säú âån tinh thãø, âàûc biãût l khoạng váût, coù bóử mỷt ngoaỡi khaù nhụn, hỗnh daùng
xaùc õởnh, õoù l nhỉỵng màût phàóng ngun tỉí giåïi hản (thỉåìng l cạc màût cọ máût âäü
ngun tỉí låïn nháút).
Tênh cháút tiãu biãøu ca âån tinh thãø l tênh cọ hỉåïng (dë hỉåïng) do theo cạc hỉåïng

khạc nhau cọ máût âäü ngun tỉí khạc nhau.
Âån tinh thãø ch úu âỉåüc sỉí dủng trong cäng nghiãûp bạn dáùn v váût liãûu k thût
âiãûn.
Âa tinh thãø : l kim loải cọ cáúu tảo gäưm nhiãưu tinh thãø. Mäùi tinh thãø trong âọ gi l
hảt.
Âa tinh thãø cọ cạc âàûc âiãúm sau :
-Do sỉû âënh hỉåïng mảng tinh thãø ca mäùi hảt l ngáùu nhiãn nãn phỉång mảng
giỉïa cạc hảt ln lãûch nhau mäüt gọc no âọ.
-Tải vng biãn giåiï hảt mảng tinh thãø bë xä lãûch .
-Âa tinh thãø cọ tênh âàóng hỉåïng
Do âọ trong thỉûc tãú cạc kim loải thỉåìng gàûp âãưu cọ cå tênh âäưng nháút theo mi phỉång.
Nãúu âem kẹo, cạn kim loaỷi vồùi mổùc õọỹ bióỳn daỷng lồùn thỗ kim loải lải thãø hiãûn tênh cọ
hỉåïng ca nọ. Vê dủ : dáy thẹp khi kẹo ngüi våïi âäü biãún dảng ráút låïn (lm cạc dáy cạp
cáưn cáøu, cạp treo, dáy phanh xe âảp ...) âäü bãưưn theo phỉång dc såüi låïn hån ráút nhiãưu so
våïi phỉång ngang såüi.
1.1.8.Cáúu tảo mảng tinh thãø thỉûc tãú ca kim koải :
Trong kim loải thỉûc tãú cạc ngun tỉí khäng hon ton nàịm åí cạc vë trê mäüt
cạch tráût tỉû nhỉ â nọi åí trãn m ln ln cọ mäüt säú êt ngun tỉí nàịm sai vë trê gáy nãn
sai lãûch mảng. Trong thỉûc tãú khäng cọ kim loải ngun cháút tuût âäúi . Do váûy trong
kim loải bao giåì cng cọ cạc tảp cháút .Kêch thỉåïc cạc ngun tỉí lả ny ln khạc
ngun tỉí kim loải nãn gáy ra sai lãûch trong mảng tinh thãø. Sai lãûch mảng tinh thãø
chiãúm säú lỉåüng ráút tháúp (1-2% thãø têch mảng) nhỉng nh hỉåíng ráút låïn âãún cå tênh ca
kim loải.

10


Hỗnh 1.7- Mọ hỗnh õồn tinh thóứ (a) vaỡ õa tinh thãø (b)
v nh tãú vi máùu âa tinh thãø sau táøm thỉûc.
1-Phán loải cạc sai lãûch trong mảng tinh thãø :

Theo kêch thỉåïc ca sỉû sàõp xãúp khäng tráût tỉû ta phán chia sai lãûch ra lm ba
loải : sai lãûch âiãøm, sai lãûch âỉåìng v sai lãûch màût.
a.Cạc sai lãûch âiãøm :
l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc bẹ theo ba chiãưu âo (vi thäng säú mảng), cọ dảng âiãøm
hay bao quanh mäüt âiãøm. Gäưm cạc loải sau âáy;
-Nụt träúng : l cạc nụt mảng khäng cọ ngun tỉí chiãúm chäù .
-Cạc ngun tỉí nàịm xen giỉỵa cạc nụt mảng
- Cạc ngun tỉí lả nàịm trãn cạc nụt mảng hay xen giỉỵa cạc nụt mảng.
Do cọ cạc sai lãûch mảng nãn ngun tỉí nàịm xung quanh sai lãûch nàịm khäng âụng
vë trê quy âënh . Vê dủ : nụt träúng lm cạc ngun tỉí xung quanh nọ cọ xu hỉåïng xêch lải
gáưn nhau, ngun tỉí xen giỉỵa nụt mảng lm cạc ngun tỉí xung quanh cọ xu hỉåïng bë
däưn ẹp lải.
Säú lỉåüng cạc nụt träúng v ngun tỉí xen giỉỵa nụt mảng cọ xu hỉåïng phủ thüc vo
nhiãût âäü. Nhiãût âäü cng tàng säú lỉåüng ca chụng cng nhiãưu, tuy nhiãn khäng vỉåüt quạ
1-2% . Kim loải cng bỏứn thỗ khaớ nng nguyón tổớ laỷ chui vaỡo maỷng tinh thãø cng nhiãưu
v do âọ säú lỉåüng sai lãûch âiãøm tàng.
b.Cạc sai lãûch âỉåìng :
l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc låïn theo mäüt chiãưu âo v bẹ theo hai chiãưu âo cn lải.
Nọ cọ dảng âỉåìng thàóng, âỉåìng cong, dỉåìng xồõn äúc. Bao gäưm cạc loải sau:
-Mäüt da cạc nụt träúng hay cạc sai lãûch âiãøm khạc
-Lãûch : l dảng sai lãûch âỉåìng quan trng nháút v cọ tênh äøn âënh cao.
c.Cạc sai lãûch màût :
l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc låïn theo hai chiãưu âo v bẹ theo chiãưu âo cn lải. Nọ cọ
dảng màût cong,màût phàóng. Gäưm cạc loải sau : biãn giåïi giỉỵa cạc hảt, cạc màût trỉåüt, cạc
màût song tinh, màût ngoi tinh thãø.

11


`

HÇnh 1.8- Sai lãûch âiãøm trong mảng tinh thãø.
a) Nụt träúng Frenkel. b) Nụt träúng Schottky
c, d) Ngun tỉí xen k v thay thãú
2-Lãûch v tạc dủng ca lãûch trong tinh thãø :
a.Lãûch :
Nhåì sỉû phạt triãøn ca l thuút lãûch cho phẹp gii thêch âỉåüc nhiãưu váún âãư nhỉ cå
cáúu trỉåüt, sỉû sai khạc nhau giỉỵa âäü bãưn l thuyóỳt vaỡ õọỹ bóửn thổỷc tóỳ,sổỷ kóỳt tinh ...Theo
hỗnh daùng hỗnh hoỹc lóỷch õổồỹc phỏn ra laỡm ba loỹai : lãûch âỉåìng, lãûch xồõn v lãûch häùn
håüp.
-Lãûch âỉåìng (lãûch thàóng, lóỷch bión)
Ta coù thóứ hỗnh dung lóỷch õổồỡng nhổ sau : ta cọ mäüt mảng tinh thãø hon chènh
gäưm nhiãưu màût tinh thãø song song v cạch âãưu nhau håüp thnh. Gíi sỉí ràịng ta gi vo
âọ thãm mäüt bạn màût tinh thãø ABCD, pháưn trãn ca mảng tinh thãø nhỉ bë nẹn lải cn
pháưn dỉåïi ca nọ nhỉ bë kẹo ra tỉång âäúi. Vng xung quanh AB (mẹp ca bạn màût)
mảng tinh thãø bë xä lãûch nhiãưu nháút v do âọ sai lãûch cọ dảng âỉåìng. AB gi l truỷc cuớa
lóỷch õổồỡng, noù coù thóứ daỡi õóỳn haỡng nghỗn hng vản thäng säú mảng. Trong khi tiãút diãûn
ca sỉû xä lãûch chè khong vi thäng säú mảng. Nãúu bạn màûtì âỉåüc gi tỉì trãn xúng gi l
lãûch âỉåìng dỉång (k hiãûu A), gi tỉì dỉåïi lãn gi l lãûch âỉåìng ám (k hiãûu T).
-Lãûch xồõn : Ta cọ thãø hỗnh dung lóỷch xoừn nhổ sau : cừt maỷng tinh thãø hon
chènh bàịng bạn màût ABCD.Sau âọ xãï dëch hai pháưn ca mảng tỉång âäúi våïi nhau theo
màût càõt âi mäüt thäng säú mảng (cạc ngun tỉí nàịm trong vng tỉì B o A dëch âi mäüt
khong nh hån mäüt thäng säú mảng, tải A dëch chuøn bàịng khäng). Lục ny mảng tinh
thãø khäng phi gäưm nhiãưu màût song song v cạch âãưu nhau nỉỵa m nhỉ gäưm båíi mäüt
màût cong qún quanh trủc AD cọ dảng màût vêt v ta cọ lãûch xồõn. AD gi l trủc ca
lãûch xồõn coù thóứ daỡi õóỳn haỡng nghỗn haỡng vaỷn thọng sọỳ mảng,cn tiãút diãûn ca sỉû xä
lãûch chè vi thäng säú maûng.

12

Hỗnh 1.9- Mọ hỗnh taỷo lóỷch õổồỡng trong maỷng tinh thãø.
*Lãûch häùn håüp : l loải lãûch cọ dảng täøng hồỹp cuớa hai loaỷi lóỷch trón, coù daỷng hỗnh
hoỹc rỏỳt phổùc taỷp .

A
B

D
C

a)

b)

c)

Hỗnh 1.10- Lóỷch xoừn: mọ hỗnh taỷo thaỡnh (a), mọ hỗnh khọng
gian (b) vaỡ sổỷ sừp xóỳp nguyón tỉí trong vng lãûch (c)
b.Tạc dủng ca lãûch :
Lãûch cọ vai tr ráút låïn trong tinh thãø, nọ nh hỉåíng rỏỳt nhióửu õóỳn quaù trỗnh chuyóứn
bióỳn pha, quaù trỗnh trổồỹt ca kim loải. Sỉû cọ màût ca lãûch lm cho kim loải dãù trỉåüt, lm
cho âäü bãưn thỉûc tãú ca nọ gim âi ráút nhiãưu so våïi tênh toạn. Vê dủ : sàõt cọ V blt =
13000MN/m2, trong khi âọ V btt = 250MN/m2 .

13


Hỗnh 1.11- Caùch xaùc õởnh vectồ trổồỹt (Burgers)
a) Trong tinh thãø han chènh

b) trong lãûch âỉåìng
c) Trong lãûch xồõn
1.1.9.Cạc phỉång phạp nghiãn cỉïïu kim loải v håüp kim :
1-Cạc phỉång phạp nghiãn cỉïu täø chỉïc :
a.Màût gy :
Âáy l phỉång phạp âån gin nháút . Ta quan sạt bãư màût kim loải tải nåi gy våỵ cọ
thãø phạt hiãûn âỉåüc cạc vãút nỉït låïn, xạc âënh âỉåüc âäü hảt cạc láùn xè låïn ... Tỉì âọ cọ thãø så
bäü kãút lûn âỉåüc cháút lỉåüng ca kim loải .
b.Täø chỉïc thä âải :
B gy máùu kim loải räưi mi phàóng trãn giáúy mi. Trãn bãư màût màût ca nọ cọ thãø
phạt hiãûn âæåüc : boüt khê, räù næït, láùn xè . Nãúu cho àn mn nhẻ bàịng cạc họa cháút thêch
håüp cọ thãø tháúy âỉåüc täø chỉïc thåï, nhạnh cáy, hảt låïn, sỉû phán bäú ca phät pho,lỉu hunh
trong thẹp. Thỉåìng dng âãø phạt hiãûn täø chỉïc thåï trong váût cạn rn, sỉû phán bäú ca cạc
vng tinh thãø trong thi âục .
c.Täø chỉïc tãú vi :
L phỉång phạp nghiãn cỉïu täø chỉïc kim loải dỉåïi kênh hiãøn vi . Kênh hiãøn vi váût
liãûu hc thäng dủng cọ âäü phọng âải tỉì 50 âãún 2000 láưn. Máùu âãø quan sạt täø chỉïc tãú vi
chãú tảo khạ cäng phu. Phỉång phạp ny cho biãút âỉåüc :
-Cạc thnh pháưn täø chỉïc, âäü låïn, hỗnh daùng vaỡ sổỷ sừp xóỳp cuớa chunùg.
-Sổỷ phỏn bọỳ ca tảp cháút.
-Sỉû thoạt cạc bon åí bãư màût .
-Cạc vãút nỉït tãú vi .
-Cạc låïp bo ha cạc bon, nhäm, ni tå ...
2-Nghiãn cỉïu cáúu trục bàịng tia rån ghen :
L phỉång phạp nghiãn cỉïu sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí trong kim loải bàịng
tia rån ghen . Càn cỉï vo nh nhiãùu xả ca tia rån ghen trãn máùu kim loải ta cọ thãø biãút
âỉåüc sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí v khong cạch giỉỵa cạc màût tinh thãø .
3-Phán têch họa hc v quang phäø quang phäø :
a-Phán têch hoïa hoüc :

14


Láúy phoi ca kim loải cáưn phán têch mang ho tan vo cạc a xit thêch håüp. Sau âọ
dng cạc dung dëch chuáøn âãø âënh phán dung dëch cáön nghiãn cỉïu. Tỉì âọ cọ thãø biãút
âỉåüc sỉû cọ màût v lỉåüng chỉïa ca cạc ngun täú trong máùu phán têch. Âäü chênh xạc ca
phán têch họa hc tỉì 0,1 - 0,01% trng lỉåüng.
b-Phán têch quang phäø :
Âem so sạnh vảch quang phäø ca máùu nghiãn cỉïu våïi cạc bn máùu cọ sàơn s biãút
âỉåüc thnh pháưn v lỉåüng chỉïa ca cạc ngun täú cọ trong âọ. Vë trê v mu sàõc ca
vảch cho biãút cho biãút kãút qu vãư âënh tênh, âäü âen ca vảch cho biãút kãút qu âënh lỉåüng.
Phỉång phạp quang phäø cọ ỉu âiãøm l : âäü nhảy cao 0,001-0,0001% trng lỉåüng , cho
kãút qu nhanh v r tiãưn .
4-Xạc âënh thnh pháưn cạc bon bàịng tia lỉía khi mi :
Cạc bon l thnh pháưn quan trng nháút trong thẹp, sỉû biãún âäøi ca nọ lm thay
âäøi tênh cháút ca thẹp . Cọ thãø xạc âënh mäüt cạch gáưn âụng thnh pháưn cạc bon bàịng tia
lỉía khi mi thẹp. Våïi thẹp cạc bon tháúp tia lỉía khi mi êt, tia lỉía hẻp v di. Khi lỉåüng
cạc bon cng tàng lãn tia lỉía cng räüng ra v ngàõn lải. Phỉång phạp ny âỉåüc sỉí dủng
räüng ri trong sn xút. Âäü chênh xạc tỉì 0,1-0,2%C phủ thüc vo kh nàng quan sạt
ca ngỉåìi cäng nhán.
5-Cạc phỉång phạp âo cå l tênh ca kim loải :
Cå l tênh ca kim loải l cạc chè tiãu quan trng cáưn phi xạc âënh âãø sỉí dủng
váût liãûu håüp l . Cạc phỉång phạp ny âỉåüc xạc âënh trãn cạc mạy mọc ca phng thê
nghiãûm.
6-Cạc phỉång phạp váût l kiãøm tra táût hng trong kim loải :
Cạc táût hng nhỉ nỉït, räù, bt khê, láùn xè... nàịm trong kim loải ráút nguy hiãøm . Cáưn
phi phạt hiãûn chụng bàịng cạc phỉång phạp khäng phạ hy kim loải. Trong k thût ta
dng cạc tia âám xun nhỉ rån ghen, gam ma... Cọ thãø dng siãu ám v nhiãùm tỉì âãø
phạt hiãûn cạc khuút táût ny. Tia rån ghen cọ kh nàng phạt hiãûn âỉåüc táût hng trong chi
tiãút thẹp dy 20 cm. Tia gam ma kiãøm tra âỉåüc váût cọ chiãưu dy låïn hån.

1.2.CÁÚU TẢO CA KIM LOẢI LNG V ÂIÃƯU KIÃÛN KÃÚT TINH :
Pháưn låïn cạc kim loải âỉåüc luûn bàịng phỉång phạp nỏỳu chaớy loớng sau õoù õem
õuùc thaỡnh hỗnh saớn phỏứm hay bạn thnh pháøm. Cháút lỉåüng ca váût âục phủ thuọỹc phỏửn
lồùn vaỡo quaù trỗnh chuyóứn tổỡ traỷng thaùi loớng sang traỷng thaùi rừn, õoù laỡ quaù trỗnh kóỳt tinh .
ởnh nghộa : kóỳt tinh laỡ quaù trỗnh hỗnh thaỡnh mảng tinh thãø tỉì trảng thại lng v thỉåìng
gi l kãút tinh láưn thỉï nháút .
1.2.1.Cáúu tảo ca kim loải lng :
Trong kim loải lng cạc ngun tỉí khäng sàõp xãúp häùn loản nhỉ åí trảng thại khê.
Song cng khäng sàõp xãúp tráût tỉû nhỉ åí trảng thại ràõn. Nãúu xem xeùt bióứu hióỷn bón ngoaỡi
thỗ kim loaỷi loớng gỏửn våïi kim loải ràõn hån so våïi trảng thại khê.
Cáúu tảo ca kim loải lng cọ nhỉỵng âàc âiãøm sau :
-Liãn kãút váùn l liãn kãút kim loải nhỉ åí trảng thại ràõn nhỉng cọ úu hån .
-Cạc ngun tỉí ln cọ xu hỉåïng sàõp xãúp tráût tỉû, tỉïc l mäùi ngun tỉí ln giỉỵ
khong cạch nháút âënh våïi cạc ngun tỉí bãn cảnh v ln cọ mäüt säú ngun tỉí nháút
âënh bao quanh nọ.

15


-Chuøn âäüng nhiãût ca nguøn tỉí åí ttrảng thại lng ráút låïn, do âọ xu hỉåïng
sàõp xãúp cọ tráût tỉû ln bë phạ hy v thay bàịng sỉû sàõp xãúp cọ tráût tỉû måïi.
-Trong kim loẵi lng cọ âiãûn tỉí tỉû do.
Tênh cháút ca kim loải lng :
-Thãø têch ca kim loải lng v ràõn khạc nhau khäng nhiãưu làõm, pháưn låïn kim
loặ khi nọng chy thãø têch tàng lãn tỉì 2-6%, trỉì Ga v Bi thãø têch gim 30%.
-Nhiãût nọng chy bẹ, chè bàịng 5-10% nhiãût họa håi.
-Gáưn âiãøm nọng chy nhiãût dung kim loải lng chè chè khạc kim loải ràõn 10%
trong khi âọ kim loải ràõn v khờ khaùc nhau 25%.
1.2.2.ióửu kióỷn nng lổồỹng cuớa quaù trỗnh kóỳt tinh :
Trong tổỷ nhión moỹi quaù trỗnh

2
tổỷ phaùt õóửu xy ra theo chiãưu
gim nàng lỉåüng, tỉïc l theo
chiãưu åí trảng thại måïi cọ nàng
lỉåüng dỉû trỉỵ nh hån.Vê du û: mäüt
3
hn bi âàût tải vë trê A ln cọ xu
hæåïng làn xuäúng vi trê B äøn âënh
1
hån . Trong trổồỡng hồỹp naỡy nng
Hỗnh 1.12- Sồ õọử bióứu thở vở trê äøn âënh
lỉåüng dỉû trỉỵ chênh l thãú nàng
(1), khäng äøn âënh(2) v gi äøn âënh (3)
ca hn bi.
Trong hãû thäúng váût cháút gäưm chuøn âäüng ca cạc cháút âiãøm (nguyón tổớ, phỏn tổớ)
thỗ nng lổồỹng dổỷ trổợ õổồỹc õỷc trỉng bàịng nàng lỉåüng tỉû do F.
F = U - TS
'F
Trong âọ : -U l näüi nàng ca hãû thäúng
-S l enträpi
-T l nhiãût âäü tuût âäúi 0K
Nàng lỉåüng tỉû do thay âäøi theo nhiãût
Fr
âäü v cạc úu täú khạc. Tỉì biãøu âäư vãư mäúi
quan hãû giỉỵa nàng lỉåüng tỉû do vaì nhiãût
Fl
âäü ta tháúy :
Ts
-Våïi T > Ts ta cọ Fr > Fl do âọ kim
Nhiãût âäü

loải täưn tải ồớ traỷng thaùi loớng
Hỗnh 1.13- Sồ õọử bióỳn õọứi nng
-Vồùi T < Ts ta coï Fr < Fl , do âọ kim
lỉåüng tỉû do 'F ca trảng thại
loải täưn tải åí trảng thại ràõn.
lng v ràõn theo nhiãût âäü
Nhỉ váûy khi lm ngüi kim loải lng xúng dỉåïi nhiãût âäü Ts seợ coù quaù trỗnh kóỳt
tinh xaớy ra . Taỷi nhiãût âäü Ts ta cọ Fr = Fl, nàng lỉåüng tổỷ do cuớa hai traỷng thaùi bũng nhau,
quaù trỗnh kóỳt tinh chỉa xy ra, nghéa l giỉỵa kim loải ràõn v kim loải lng cọ cán bàịng
âäüng . Âiãưu âọ cọ nghi l : nãúu cọ mäüt lỉåüng kim loải loớng kóỳt tinh thỗ cuợng coù mọỹt
lổồỹng nhổ vỏỷy kim loải ràõn nọng chy . Chè åí nhiãût âäü T < Ts , âãø Fr < Fl r rãût sỉû kãút
tinh måïi xạy ra . Ts âỉåüc gi l nhiãût âäü kãt tinh lyï thuyãút.
Nhæ váûy nhiãût âäü kãút tinh thỉûc tãú ln tháúp hån Ts hiãûn tỉåüng ny gi l sỉû quạ
ngüi v hiãûu säú giỉỵa hai nhiãût âäü âọ gi l âäü quạ ngüi, k hiãûu 'T. Pháưn låïn caïc kim

16


loải kãút tinh våïi âäü quạ ngüi 'Tnh , khong tỉì 2 y 5 0C . Tuy nhiãn cng cọ kim lai
kãút tinh våïi âäü quạ ngüi låïn (Stibi cọ 'T = 41oC).
Váûy âiãưu kiãûn nàng lỉåüng âãø xy kãút tinh l phi lm ngüi kim loải lng tåïi nhiãût
âäü tháúp hån Ts hay kim loải lng chè kãút tinh våïi sỉûü quạ ngüi nháút âënh. Ta cng cọ thãø
l luỏỷn tổồng tổỷ nhổ vỏỷy vồùi quaù trỗnh noùng chaớy vaỡ chuyóứn bióỳn thuỡ hỗnh . Do õọỹ quaù
nguọỹi vaỡ âäü quạ nung ca pháưn låïn kim loải bẹ nãn cọ thãø dỉûa vo Ts âãø xạc âënh nhiãût
âäü nọng chaớy hay kóỳt tinh cuớa kim loỹai.
1.2.3.Hai quaù trỗnh cuớa sỉû kãút tinh :
Khi hả nhiãût âäü kim loải lng xuäúng tháúp hån nhiãût âäü kãút tinh lyï thuyãút Ts, quaù
trỗnh kóỳt tinh seợ xaớy ra. Sổỷ kóỳt tinh thổỷc hióỷn õổồỹc laỡ nhồỡ coù hai quaù trỗnh sau :
-Trong kim loải lng xút hiãûn nhỉỵng trung tám kãút tinh cọ kêch thỉåïc ráút nh, gi
l máưm kãút tinh. Quạ trỗnh naỡy goỹi laỡ taỷo mỏửm.

-Caùc mỏửm naỡy seợ phaùt trióứn lón vaỡ taỷo thaỡnh haỷt tinh thóứ .Quaù trỗnh naỡy goỹi laỡ phaùt
trióứn mỏửm.
1-Quaù trỗnh taỷo mỏửm (trung tỏm kóỳt tinh) :
Taỷo mỏửm laỡ quaù trỗnh taỷo nón caùc pháưn tỉí ràõn cọ cáúu tảo tinh thãø, cọ kêch thỉåïc ráút
nh trong lng khäúi kim loải lng, chunïg l nhỉỵng máưm mäúng âáưu tiãn âãø phạt triãøn lãn
thnh hảt tinh thãø.
Theo âàûc tênh phạt sinh máưm âỉåüc chia lm hai loải : máưm tỉû sinh (âäưng pha) v
máưm khäng tỉû sinh (k sinh)
a-Máưm tỉû sinh (máưm âäưng pha) : L máưm sinh ra trỉûc tiãúp tỉì kim loảíi lng khäng cáưn sỉû
giụp âåỵ ca bãư màût cạc hảt ràõn cọ sàơn trong âọ .
Tải nhiãût âäü tháúp hån Ts cạc nhọm ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû trong kim loải lng
cọ kêch thỉåïc låïn hån mäüt giạ trë xạc âënh ỉïng våïi mäùi nhiãût âäü s cäú âënh lải, khäng tan
âi nỉỵa v cọ âiãưu kiãûn phạt triãøn lãn thnh hảt tinh thãø.
Ta xẹt âiãưu kiãûn nàng lỉåüng ca sỉû tảo máưm ny.Gi sỉí ràịng tải nhiãût âäü no âọ
nh hån Ts trong kim loải lng xút hiãûn n nhọm ngun tỉí sàõp xãúp tráût tỉû cọ thãø têch v.
Tải nhiãût âäü ny ta cọ Fr < Fl .Goüi 'Fv = Fl - Fr, laì hiãûu säú nàng lỉåüng tỉû do giỉỵa kim loải
lng v kim loải ràõn tênh cho mäüt âån vë thãø têch kim loải lng thỗ 'Fv < 0 khi T < Ts.
Khi taỷo ra n nhoùm nguyón tổớ trỏỷt tổỷ noùi trón thỗ nng lỉåüng ca hãû thäúng gim âi mäüt
lỉåüng l nv 'Fv .Nhỉng do tảo nãn bãư màût tiãúp xục giỉỵa ràõn v lng nãn nàng lỉåüng tỉû
do s tàng thãm mäüt lỉåüng l nsV. Trong âọ : s l diãûn têch tiãúp xục giỉỵa nhọm ngun
tỉí våïi kim loải lng ,cn V l sỉïc càng bãư màût trãn mäüt âån vë diãûn têch. Khi tảo ra n
nhọm ngun tỉí sàõp xãúp coù trỏỷt tổỷ trón thỗ nng lổồỹng caớ hóỷ thọỳng biãún âäøi mäüt lỉåüng l:
'F = - nv 'Fv + nsV
Coi caùc nhoùm nguyón tổớ trỏỷt tổỷ coù daỷng hỗnh cáưu bạn kênh r, ta cọ:
4
'F = - Sr3n'Fv + 4Sr2nV (1)
3
nhióỷt õọỹ nhỏỳt õởnh nhoớ hồn Ts thỗ 'Fv v V l hàịng säú nãn 'F = f(r). Bàịng thỉûc
nghiãûm ngỉåìi ta â v âỉåüc âäư thë vãư sỉû phủ thüc giỉỵa nàng lỉåüng tỉû do v bạn kênh r
ca nhọm ngun tỉí tráût tỉû. Tỉì âäư thë âoï ta nháûn tháúy :

17


-Nãúu nhọúm ngun tỉí tráût tỉû cọ r1 < rth thỗ khi noù phaùt trióứn lón laỡm cho nng lổồỹng
cuớa hãû thäúng tàng lãn, khäng ph håüp våïi tỉû nhiãn nãn s tan âi.
-Nãúu nhọm ngun tỉí trátû tỉû cọ r2 > rth khi phạt triãøn lãn lm gim nàng lỉåüng ca
hãû thäúng v nọ tråí thnh máưm tháût sỉû.
Kãút lûn : tải mäüt nhiãût âäü nháút âënh nh hån Ts trong kim loải lng cọ vä säú nhọm
ngun tỉí sàõp xãúp tráût tỉû cọ kêch thỉåïc khạc nhau. Chè nhỉỵng nhọm no cọ kêch thỉåïc
låïn hån mäüt giạ trë tåïi hản no âọ måïi tråí thnh máưm thátû sỉû, cn nhỉỵng nhọm khạc tan
âi.
Ta cọ thãø tênh bạn kênh tồùi haỷn nhổ sau : tỗm giaù trở cổỷc õaỷi ca biãøu thỉïc (1) v tênh
2V
âỉåüc rth =
û(2) , giạ trë r = 0 khäng coï yï nghéa. Khi nhiãût õọỹ kóỳt tinh caỡng thỏỳp
'Fv
('Fv lồùn) thỗ rth caỡng nhoớ v cng cọ nhiãưu nhọm ngun tỉí tráût tỉû cọ kêch thỉåïc låïn hån
rth âãø tråí thnh máưm. Do âọ sỉû kãút tinh xy ra dãù dng hån. Tải T = Ts ta coù rth = f ,quaù
trỗnh sinh mỏửm khọng xaớy ra .
'F

r1

rth

r2

r

Hỗnh1.14 - Quan hóỷ giổợa baùn kờnh máưm v 'F
b-Máưm khäng tỉû sinh (k sinh) :
L máưm kãút tinh âỉåüc tảo nãn trãn bãư màût ca cạc hảt ràõn cọ sàơn trong kim loải
lng.
Trong kim loải lng khäng thãø ngun cháút tuût âäúi âỉåüc, nãn bao giåì cng cọ tảp
cháút. Âọ l cạc cháút láùn läün khäng tan nhỉ : bủi than, bủi tỉåìng l,cạc äxyt,nitrit...Chụng
giụp cho quaù trỗnh sinh mỏửm trón bóử mỷt cuớa chuùng xaớy ra dãù dng hån. Vai tr ca
máưm khäng tỉû sinh ráút quan trng trong thỉûc tãú v do váûy quạ trỗnh kóỳt tinh xaớy ra rỏỳt
nhanh choùng. Mỏửm khọng tổỷ sinh bao gäưm :
-Cạc pháưn tỉí váût láùn läün khäng tan ráút nh nhỉ äxyt, bủi tỉåìng l, nitrit, hydrit...cọ
kiãøu mảng v kêch thỉåïc khäng sai khạc nhiãưu våïi kim loải kãút tinh.
-Cạc hảt ráút nh cọ kh nàng háúp thủ trãn bãư màût ca chụng nhỉỵng ngun tỉí kim
loải kãút tinh.
-Thnh khn âục, âàûc biãût l cạc vãút nỉït vaỡ chọự lọửi loợm trón thaỡnh khuọn.
2-Quaù trỗnh phaùt trióứn máưm :
Sau khi cạc máưm âỉåüc tảo ra chụng s tióỳp tuỷc phaùt tióứn lón thaỡnh haỷt tinh thóứ. Quaù
trỗnh ny lm cho nàng lỉåüng tỉû do ca hãû gim õi phuỡ hồỹp vồùi tổỷ nhión (laỡ quaù trỗnh tổỷ
phaùt)ỡ.Ta coù thóứ minh hoỹa quùa trỗnh naỡy bũng cồ cỏỳu máưm hai chiãưu (Cosen) v cå cáúu
máưm kãút tinh cọ lãûch xoàõn.
18


VDE
VEJ

T VJD

VDE
D

r

J
a)

E

VEE

T

E
D
E

VDE
b)

Hinh 1.15- Máưm k sinh dảng chm cáưu (a) v dảng tháúu kênh (b).
1.2.4.Sỉû tảo thnh hảt tinh thãø vaỡ hỗnh daùng haỷt kim loaỷi õuùc :
1-Sổỷ taỷo thaỡnh haỷt tinh thóứ :
Sổỷ kóỳt tinh bao gọửm quaù trỗnh tảo máưm v sau âọ cạc máưm phạt triãøn lãn. Khi cạc
máưm sinh ra âáưu tiãn phạt triãøn lãn,trong kim loải lng váùn tiãúp tủc sinh ra cạc máưm
måïi. Quạ trỗnh cổù tióỳp tuỷc nhổ vỏỷy cho õóỳn khi toaỡn bäü kim loải lng kãút tinh hãút. Chụng
ta cọ thãø hỗnh dung sổỷ taỷo thaỡnh haỷt tinh thóứ nhổ sau .Gi sỉí ràịng trong mäüt âån vë thãø
têch kim loải lng no âọ trong mäüt giáy sinh ra ba máưm. ÅÍ giáy thỉï hai ba máưm sinh ra
åí giáy thỉï nháút phạt triãøn lãn v sinh ra ba máưm måïi. Quaù trỗnh nhổ vỏỷy cổù tióỳp tuỷc xaớy
ra cho õóỳn khi ton bäü khäúi kim loải lng kãút tinh åí giáy thỉï n. Do sỉû âënh hỉåïng ca
máưm trong khäng gian l ngáùu nhiãn nãn phỉång mảng giỉỵa cạc hảt lãûch nhau. Cạc hảt
tảo thnh cọ kêch thỉåïc khäng âäưng âãưu, nhỉỵng hảt do máưm sinh ra trỉåïc s låïn hồn vỗ

coù õióửu kióỷn phaùt trióứn. Nhổợng haỷt do caùc máưm cng sinh ra sau cng cng êt cọ âiãưu
kiãûn phaùt trióứn nón coù thóứ nhoớ hồn.
2-Hỗnh daùng cuớa haỷt kim loải âục:
Hảt kim loải nháûn âỉåüc sau khi âục coù thóứ coù nhióửu hỗnh daùng rỏỳt khaùc nhau.Trong
thổỷc tóỳ coù thóứ gỷp caùc hỗnh daùng sau õỏy :
-Haỷt daỷng cáưu : do máưm kãút tinh phạt triãøn âãưu theo mi phỉång.
-Hảt dảng táúm : do máưm phạt triãøn mảnh theo mäüt màût â cho.
-Hảt dảng kim : nháûn âỉåüc khi lm ngüi ráút nhanh.
-Hảt dảng âa cảnh : do cạc hảt phạt triãøn lãn chn ẹp láùn nhau. Âáy laỡ daỷng haỷt
thổồỡng gỷp nhỏỳt.
1.2.5.Sổỷ kóỳt tinh hỗnh nhaùnh cỏy, kờch thổồùc haỷt kim loaỷi :
a-Sổỷ kóỳt tinh hỗnh nhaùnh cáy :
Sỉû phạt triãøn ca tinh thãø cng cọ tênh dë hỉåïng, tỉïc l theo cạc phỉång v màût cọ
máût âäü låïn máưm phạt triãøn mảnh hån cạc phỉång v màût cọ máût âäü bẹ. Màût khạc tinh
thãø cn phạt triãøn mảnh theo phỉång tn nhiãût, nãn ban âáưu ca sổỷ kóỳt tinh, tinh thóứ coù
daỷng hỗnh nhaùnh cỏy. Quan saùt kyợ quaù trỗnh kóỳt tinh ta nhỏỷn thỏỳy : âáưu tiãn máưm phạt
triãøn theo phỉång cọ låüi nháút tảo nãn trủc thỉï nháút. Sau âọ tỉì trủc thỉï nháút tảo ra trủc thỉï
hai lm våïi trủc thỉï nháút mäüt gọc no âọ. Räưi tỉì trủc hai phạt triãøn ra truûc ba...

19


Kóỳt quaớ laỡ ban õỏửu taỷo ra tinh
thóứ hỗnh nhaùnh cáy. Sau âọ
kim loải lng giỉỵa cạc nhạnh
cáy s kãút tinh v hảt tinh thãø
khäng cn dảng nhạnh cáy
nỉỵa. Nãúu vỗ lyù do naỡo õoù sau
khi taỷo ra nhaùnh cỏy xong,
kim loaỷi loớng hóỳt thỗ haỷt tinh

thóứ chố laỡ daỷng nhạnh cáy.
Nhạnh cáy thỉåìng tháúy åí lm
co ca váût âục. Nhạnh cáy låïn
nháút do nh váût liãûu hc Nga
l Trernop tỗm ra daỡi 39 cm
trong loợm co thoới theùp õuùc
Hỗnh 1.16- Så âäư kãút tinh dảng nhạnh cáy
nàûng 100 táún. Nhạnh cáy ny
(a) v nh chủp tinh thãø nhạnh cáy (b)
trỉng by tải viãûn bo tng
phạo binh Nga.
b-Kêch thỉåïc hảt kim loải :
Kêch thỉåïc hảt kim loải l mäüt trong nhỉỵng chè tiãu quan trng âãø âạnh giạ cháút
lỉåüng kim loải (ch úu l cå tênh). Do khäng thãø tạch råìi tỉìng hảt kim loải ra âãø âo âảc
nãn phi quy âỉa ra cạc quy ỉåïc âãø âạnh giạ âäü låïn ca chụng. Thäng thỉåìng xạc âënh
âäü låïn hảt trãn täø chỉïc tãú vi theo cạc phỉång phạp sau :
- Âo diãûn têch S ca hảt trãn màût càõt (cạch ny khạ phỉïc tảp nãn êt dng).
- Âo âỉåìng kênh d trung bỗnh cuớa haỷt (chióửu ngang).
- So saùnh vồùi bng chøn cọ âäü phọng âải X100 láưn (thỉåìng dng nháút).
Sau khi xạc âënh kêch thỉåïc theo mäüt trong ba cạch trãn ta sàõp xãúp chụng vo mäüt
bng cáúp hảt. Cáúp hảt kim loải tỉì -3, -2.... 11, 12. Thäng dủng nháút l tỉì cáúp 1-8, cáúp
mäüt l hảt låïn nháút, cáúp tạm l hảt bẹ nháút.
1.2.6. Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âäü låïn hảt, cạc phỉång phạp lm nh hảt:
Sau khi âục hảt kim loải khạ låïn, nhiãưu trổồỡng hồỹp coù thóứ nhỗn thỏỳy bũng mừt
thổồỡng. Trong kyợ thût âục ln cọ xu hỉåïng lm nh hảt kim loaỷi vỗ haỷt nhoớ coù cồ tờnh
tọỳt hồn vaỡ ờt dn hån. Trong mäüt säú trỉåìng håüp do u cáưu ca k thût ta måïi lm cho
hảt låïn khi âục.
n,v
a-Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âäü låïn hảt :
Trong thỉûc tãú cọ nhiãưu úu täú nh

n
hỉåíng âãún âäü låïn ca hảt kim loải nhỉng
nh hỉåíng mảnh nháút l âäü quạ ngüi
' T. Âãø âạnh giạ nh hỉåíng ca âäü quạ
ngüi âãún âäü låïn hảt ta sỉí dủng hai âải
v
lỉåüng sau :
'
'T 'T
- Täúc âäü sinh máưm : l säú lỉåüng tỏm
Hỗnh 1.17- Aớnh hổồớng cuớa
mỏửm sinh ra trong mọỹt õồn vë thãø têch v
âäü quạ ngüi 'T âãún n, v
20


trong mäüt âån vë thåìi gian, kyï hiãûu n, âån vë âo1/mm3.s

HÇnh 1.18- nh cáúp hảt chøn ỉïng våïi âäü phọng âải 100 láưn.

- Täúc âäü phạt triãøn máưm : l täúc âäü phạt triãøn vãư kêch thỉåïc di ca tám máưm
trong mäüt âån vë thåìi gian, k hiãûu v, õồn vở mm/s.
Tọỳc õọỹ sinh mỏửm caỡng lồùn thỗ kờch thỉåïc hảt cng nh v täúc âäü phạt triãøn máưm
cng tng thỗ kờch thổồùc haỷt caỡng lồùn. Bũng thổỷc nghióỷm, ngỉåìi ta â tênh âỉåüc kêch
thỉåïc hảt A theo hai âải lỉåüng trãn nhỉ sau :

v
våïi a l hãû säú thỉûc nghiãûm.
n
Tỉì âọ ta tháúy ràịng : ngun l chung âãø tảo hảt nh l tàng täúc âäü sinh máưm v hản

chãú täúc âäü phạt triãøn máưm.
b-Cạc phỉång phạp lm nh hảt :
Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta thỉåìng sỉí dủng cạc phỉång phạp lm nh hảt sau âáy :
- Tàng âäü quaï nguäüi khi kãút tinh : Âäü quaï nguäüi phủ thüc vo täúc âäü ngüi, täúc âäü
ngüi cng låïn thỗ õọỹ quaù nguọỹi caỡng tng. óứ tng tọỳc õọỹ ngüi ngỉåìi ta dng khn
kim loải cọ tênh dáùn nhiãût cao thay cho khn cạt. Våïi cạc váût âục låïn ta cn dng nỉåïc
lảnh lm ngüi ngoi thnh khn kim loải.
- Phỉång phạp biãún tênh :
A=a

21


* Tàng säú lỉåüng tám máưm khäng tỉû sinh : ngỉåìi ta cäú cho vo kim loải lng
cạc cháút âàûc biãût âãø giụp cho sỉû tảo máưm khäng tỉû sinh. Vê dủ trỉåïc khi rọt thẹp ngỉåìi
ta cho mäüt lỉåüng nh nhäm vo thng thẹp lng (20g/táún thẹp lng). Nhäm s kãút håüp
våïi ä xy, ni tå ha tan trong thẹp tảo ra cạc pháưn tỉí Al2O3, AlN ráút nh mën, lå lỉíng
phán tạn âãưu trong thẹp lng. Âáy l nhỉỵng máưm khäng tỉû sinh lm cho hảt thẹp nh
hån.
* Hản chãú täúc âäü phạt triãøn máưm : ngỉåìi ta cho vo kim lai lng mäüt cháút âàûc
biãût, nọ ha tan v háúp phủ vo bãư màût máưm hản chãú sỉû phạt triãøn di ca máưm. Vê dủ :
khi âục håüp kim nhäm -si lic ngỉåìi ta cho vo mäüt häùn håüp muäúi natri ( 23 NaCl, 13 NaF)
våïi t lãû 0,05-0,08%, chụng ha tan vo v hản chãú sỉû phạt triãøn ca tinh thãø si lic. Do
váûy lm cho hảt nh.
* Ngoi ra cháút biãún tênh cn cọ taùc duỷng laỡm thay õọứi hỗnh daùng haỷt (taỷo
graphờt cỏửu trong gang) ci thiãûn ráút mảnh cå tênh ca váût liãûu.
Cáưn chụ l phi tiãún hnh biãún tênh âụng lục, cháút biãún tênh chè cho vo kim loải
lng vi phuùt trổồùc khi roùt khuọn. Nóỳu quaù sồùm thỗ kim loải chỉa këp kãút tinh cháút biãún
tênh s näøi lãn vaỡ õi vaỡo xố. Nóỳu quaù muọỹn thỗ khọng kởp phn ỉïng.
1.2.7. Cáúu tảo ca váût âục :

Kim loải lng sau khi náúu luûn xong âỉåüc âục thnh sn pháøm hay bạn thnh
pháøm. Cạc sn pháøm âục ráút âa dảng, nhióửu vỏỷt õuùc coù hỗnh daùng rỏỳt phổùc taỷp. Vỗ váûy
khäng thãø cọ quy lût chung vãư cáúu tảo tinh thãø cụa chụng. ÅÍ âáy chụng ta nghiãn cỉïu
váût âục âån gin nháút, âọ l cạc thi âục thẹp trong khn kim loải. Tỉì âọ suy räüng ra
cho cạc váût âục phỉïc tảp v âục trong cạc loải khn khạc.
1-Cáúu tảo tinh thãø váût âục :
Thäng thỉåìng váût âục cọ ba vuìng tinh thãø sau âáy :
a-Vuìng ngoaìi cuìng :
Vuìng ny cọ cạc hảt âàóng trủc v kêch thỉåïc nh mën (vng 1). Do âáưu tiãn kim
loải lng tiãúp xục våïi thnh khn ngüi lảnh nãn bë ngüi âäüt ngäüt v kãút tinh våïi âäü
quạ ngüi ' T låïn, cng våïi tạc dủng tảo máưm ca thnh khn nãn hảt tảo thnh cọ
kêch thỉåïc nh mën. Màût khạc do sỉû läưi lm ca thnh khn (cháút sån khn) nãn
máưm phạt triãøn theo mi phỉång v hảt cọ dảng âàóng trủc.
b-Vng trung gian :
Vuỡng naỡy gọửm caùc haỷt hỗnh truỷ, tổùc l cạc hảt di v vng gọc våïi thnh khn
(vng 2). Sau khi õaợ taỷo ra vuỡng 1 thỗ thaỡnh khn â khạ nọng, do váûy kim loải lng
kãút tinh vồùi õọỹ quaù nguọỹi ' T nhoớ, vỗ vỏỷy haỷt nháûn âỉåüc cọ xu hỉåïng låïn dáưn lãn. Lục
ny nh hổồớng chuớ yóỳu õóỳn hỗnh daùng haỷt laỡ phổồng thoaùt nhiãût. Phỉång thoạt nhiãût
vng gọc våïi thnh khn nãn hảt phạt triãøn mảnh theo hỉåïng ngỉåüc lải. Kãút qu l taỷo
ra caùc haỷt hỗnh truỷ vuọng goùc vồùi thaỡnh khuọn.
c-Vuỡng trung tám :
Vng ny cọ hảt låïn v âàóng trủc (vuỡng 3). Khi vuỡng naỡy kóỳt tinh thỗ thaỡnh khuọn
õaợ ráút nọng nãn kim loải kãút tinh våïi âäü quạ ngüi ' T bẹ, do váûy cọ kêch thỉåïc låïn. Sỉû
thoạt nhiãût theo mi phỉång l nhỉ nhau nãn hảt cọ dảng âàóng trủc.

22


Trong ba vuỡng tinh thóứ trón thỗ vuỡng ngoaỡi cuỡng ln ln täưn tải v cọ chiãưu dy
nh. Cn hai vng trong cọ thãø täưn tải hay khäng phủ thüc vo âiãưu kiãûn lm ngüi

khn. Khi khn âỉåüc lm ngüi maợnh lióỷt thỗ vuỡng 2 lỏỳn aùt hún vuỡng 3 v cọ thãø lm
máút vng 3. Lục ny vng 2 phạt triãøn âãún tám ca váût âục. Cáúu tảo ca vỏỷt õuùc nhổ laỡ
chố gọửm caùc haỷt hỗnh truỷ vuọng gọc våïi thnh khn v gi l täø chỉïc xun tinh. Täø
chỉïc xun tinh chè cọ låüi khi u cáưu váût âục cọ máût âäü låïn v khäng qua biãún daỷng
deớo (caùn, reỡn). Nóỳu laỡm nguọỹi khuọn rỏỳt chỏỷm thỗ vng 3 láún ạt hàón vng 2, váût âục cọ
máût õọỹ nhoớ vaỡ dóự daỡng bióỳn daỷng deớo.

Hỗnh 1.19- Tọứ chỉïc 3 vng ca thi âục.
1) Vng ngoi cng; 2) Vuỡng tinh thóứ hỗnh truỷ (trung gian)
3) Vuỡng haỷt to (trung tám)
2-Cạc táût hng ca váût âục :
Cạc táût hng laỡm xỏỳu chỏỳt lổồỹng cuớa vỏỷt õuùc. Vỗ vỏỷy ta phaới nghión cổùu õóứ tỗm bióỷn
phaùp haỷn chóỳ hoỷc loaỷi b chụng. Trong váût âục thỉåìng gàûp cạc táût hng sau âáy :
1-Räù co (räù xäúp, räù tãú vi):
Do quaï trỗnh kóỳt tinh daỷng nhaùnh cỏy nón doỡng kim loaỷi lng khäng thãø âiãưn âáưy
hãút táút c nhỉỵng khe håí giỉỵa cạc nhạnh cáy âọ. Khi kãút tinh thãø têch kim loải bë gim âi
s tảo nãn cạc läù häøng tải âọ. Hiãûn tỉåüng ny gi l räù co. Räù co phán bäú khàõp váût âục
v lm gim máût âäü ca váût âục nãn lm xáúu cå tênh ca nọ. Cọ thãø khàõc phủc räù co
bàịng cạch biãún dảng nọng, lục ny räù co âỉåüc hn kên lải (bãư màût räù co chỉa bë ä xy
họa). Räù co nh hỉåíng khäng âạng kãø âãún cå tênh ca váût âục.
2-Lm co:
Do khi chuøn tỉì trảng thại lng sang trảng thại ràõn thãø têch kim loải bë gim âi nãn
åí trãn cng v tải pháưn dy nháút ca váût âục tảo ra mäüt läù häøng gi l lm co. Lm co
lm máút sỉû lnh làûn ca váût âục v phi càõt b âi. Do váûy pháưn thãø têch váût âục sỉí dủng
chè cn khong tỉì 85%-95%. Khàõc phủc lm co bàịng âáûu ngọt âãø âỉa nọ ra ngoi váût
âục.

23

Räù co v lm co âãưu cọ chung mäüt ngun nhỏn hỗnh thaỡnh õoù laỡ sổỷ giaớm thóứ tờch
cuớa kim loaûi khi kãút tinh. Våïi mäüt kim loaûi hay håüp kim thỗ tyớ lóỷ co khi kóỳt tinh laỡ hũng
sọỳ. Vỗ vỏỷy tng loợm co seợ laỡm giaớm õổồỹc rọự co v ngỉåüc lải chỉï khäng thãø lm máút hai
táût häøng ny.
3-Räù khê :
Trong âiãưu kiãûn náúu luûn thäng thỉåìng kim loải lng ha tan khạ nhiãưu cạc loải
khê. Sau khi kãút tinh âäü ha tan ca khê trong kim loải gim âi âäüt ngäüt, khê thoạt ra bë
kẻt lải vaỡ hỗnh thaỡnh caùc boỹt khờ goỹi laỡ rọự khờ. Rọự khờ rỏỳt nguy hióứm vỗ noù laỡm mỏỳt tờnh
lión tủc ca váût âục v l nåi táûp trung ỉïng sút lm gim cå tênh. Nãúu räù khê nàịm ngay
dỉåïi låïp v ca váût âục s gáy ra trọc v nỉït cho chi tiãút. Cọ thãø khàõc phủc räù khê bàịng
cạch biãún dảng nọng, chụng s bẻp âi.(Trỉì trỉåìng håüp nàịm sạt ngoi, dỉåïi v váût âục).
Biãûn phạp khàõc phủc täút nháút l khỉí khê triãût âãø trỉåïc khi rọt khn hay âục trong chán
khäng.
4-Thiãn têch :
Thiãn têch l sỉû khäng âäưng nháút vãư thnh pháưn họa hc v täø chỉïc trong bn thán
váût âục. Do âäú dáùn tåïi sỉû khạc nhau vãư tênh cháút giỉỵa cạc vng ca váût âục. Thiãn têch
cọ nhiãưu loẵi : thiãn têch theo trong lỉåüng, thiãn têch nhạnh cáy.
1.3.CÁÚU TẢO CA HÅÜP KIM :
Trong k thût, âàûc biãût l trong chãú tảo cå khê khäng dng kim loải ngun cháút
m thỉåìng dng täø håüp ca kim loải v cạc cháút khạc. Täø håüp cạc cháút ny âỉåüc chãú tảo
bàịng cạch náúu chy räưi pha träün våïi nhau theo t lãû â âënh, sau âọ âem âục thnh sn
pháøm. Täø håüp âọ gi l håüp kim. Håüp kim cọ tênh cháút khạc hàón m kim loải ngun
cháút khäng thãø cọ âỉåüc.
1.3.1.Khại niãûm vãư håüp kim :
1-Âënh nghéa :
Håüp kim l váût thãø ca nhiãưu ngun täú v mang tênh kim loải (dáùn âiãûn, dáùn nhiãût
cao, do, dãù biãún dảng, cọ ạnh kim ...).
Ngun täú ch úu trong håüp kim l ngun täú kim loải. Håüp kim cọ thãø âỉåüc tảo
nãn giỉỵa cạc ngun täú kim loải våïi nhau, hay giỉỵa ngun täú kim loải v phi kim loải.
Vê dủ : -Thẹp cạc bon l håüp kim ca ngun täú kim loải v phi kim loải (Fe + C)

- La täng l håüp kim ca hai ngun täú kim loải (Cu + Zn)
Thnh pháưn ca cạc ngun täú trong håüp kim âỉåüc biãøu thë theo pháưn tràm khäúi lỉåüng
mäùi ngun täú. Täøng cạc thnh pháưn trong håüp kim ln ln bàịng 100%. Âäi khi
ngỉåìi ta cn dng t lãû pháưn tràm ngun tỉí.
2-Cạc ỉu viãût ca håüp kim :
Såí dé håüp kim âỉåüc sỉí dủng räüng raợi trong chóỳ taỷo cồ khờ vỗ noù coù nhổợng âàûc tênh
ỉu viãût hån hàón kim loải ngun cháút v giạ thnh tháúp hån.
a - Håüp kim cọ cå tênh täøng håüp täút hån kim loaûi nguyãn cháút : håüp kim cọ âäü bãưn
cao hån nhiãưu so våïi kim loải ngun cháút, âäü do tháúp hån nhỉng cå tênh chung ca nọ
âm bo tha mn âáưy â cạc u cáưu ca chãú tảo cå khê.
b - Håüp kim cọ tênh cäng nghãû âa dảng v ph håüp : âm bo tênh gia cäng càõt gt,
biãún dảng do, cọ âäü tháúm täi låïn... Mäüt säú håüp kim âàûc biãût cọ nhỉỵng tênh cháút quyï :

24


khäng rè, cọ âiãûn tråí låïn, gin nåí âàûc biãût, chäúng mi mn låïn, chëu nhiãût âäü cao... m
kim loải ngun cháút khäng thãø cọ âỉåüc.
c - Trong nhiãưu trỉåìng håüp håüp kim dãù chãú tảo âån gin v r tiãưn hån : luûn thẹp
cọ nhiãût âäü chy tháúp hån luûn sàõt, la täng bãưn v r hån âäưng ...
3-Mäüt säú khại niãûm cå bn :
Khi nghiãn cỉïu håüp kim ta cọ thãm mäüt säú khại niãûm måïi cáưn phi âỉa thãm vo so
våïi kim loải ngun cháút.
a - Cáúu tỉí (cn gi l ngun): l cạc ngun täú (hay håüp cháút họa hc bãưn vỉỵng)
cáúu tảo nãn håüp kim. Chụng l cạc thnh pháưn âäüc láûp.
b - Hãû (âäi khi coìn goüi laì hãû thäúng) : laì mäüt táûp håüp váût thãø riãng biãût ca håüp kim
trong âiãưu kiãûn xạc âënh.
c - Pha : l täø pháưn âäưng nháút ca hãû (håüp kim) cọ cáúu trục v cạc tênh cháút cå, l,
họa xạc âënh, giỉỵa cạc pha cọ bãư màût phán cạch.
Vê dủ : - Ta cọ mäüt hãû gäưm nỉåïc âạ v nỉåïc. Hãû ny chè cọ mäüt cáúu tỉí âọ l håüp cháút

H2O nhỉng cọ hai pha : ràõn (nỉåïc âạ), lng (nỉåïc)
- Mäüt chi tiãút bàịng la täng mäüt pha : Hãû ny cọ hai cáúu tỉí l Cu v Zn nhỉng chè
cọ mäüt pha D (dung dëch ràõn ca hai cáúu tỉí trãn).
d - Trảng thại cán bàịng (äøn âënh) : Hãû åí trảng thại cán bàịng khi cạc pha ca nọ âãưu
cọ nàng lỉåüng tỉû do nh nháút trong cạc âiãưu kiãûn vãư nhiãût âäü, ạp sút v thnh pháưn xạc
âënh. Tỉïc l cạc âàûc tênh ca hãû khäng biãún âäøi theo thåìi gian. Thäng thỉåìng hãû våïi cạc
pha åí trảng thại cán bàịng bao giåì cng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng tháúp nháút, khäng cọ ỉïng sút
bãn trong, xä lãûch mảng tinh thãø thỏỳp nhỏỳt vaỡ õổồỹc hỗnh thaỡnh vồùi tọỳc õọỹ nguọỹi cháûm.
e - Trảng thại khäng cán bàịng (khäng äøn âënh) : Khi thay âäøi nhiãût âäü v ạp sút
lm tàng nàng lỉåüng tỉû do v hãû tråí nãn trảng thại khäg cán bàịng. Lục ny hãû cọ thãø
chuøn biãún sang trảng thại cán bàịng måïi cọ nàng lỉåüng tỉû do nh hån. Nọi chung trảng
thại khäng cán bàịng l khäng äøn âënh, ln cọ xu hỉåïng tỉû biãún âäøi sang trảng thại cán
bàịng, äøn âënh. Trong thỉûc tãú mäüt säú trảng thại khäng cán bàịng váùn täưn tải láu di, do åí
nhiãût âäü thỉåìng chuøn biãún xy ra ráút cháûm hỏửu nhổ khọng nhỗn thỏỳy õổồỹc. Traỷng thaùi
khọng cỏn bũng thỉåìng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng cao hån nãn âỉåüc sỉí dủng khạ nhiãưu trong
thỉûc tãú (täø chỉïc mactenxit sau khi tọi). Traỷng thaùi khọng cỏn bũng õổồỹc hỗnh thaỡnh våïi
täúc âäü ngüi nhanh.
f - Trảng thại gi äøn âënh : Trảng thại gi äøn âënh täưn tải khi trảng thại cán bàịng (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.
4-Cạc dảng cáúu tảo ca håüp kim
Trong thỉûc tãú håüp kim thỉåìng cọ cạc dảng cáúu tảo sau âáy :
a - Håüp kim cọ cáúu tảo mäüt pha l dung dëch ràõn
b - Håüp kim cọ cáúu tảo mäüt pha l håüp cháút họa hc (hay pha trung gian).
c - Håüp kim cọ cáúu tảo båíi hai hay nhiãưu pha.

25