Giáo trình vật liệu học

MÅÍ ÂÁƯU
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 thç cáưn cọ tênh dáùn âiãûn ráøt
cao âãø dng 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, cạc håüp kim, bạn 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-Thẹp hçnh 10,9%
3-Gang 11,3% 4-Håüp kim nhäm 4,2%
5-Cạc kim loải mu khạc 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 nhàòm náng cao tøi th ca mạy mọc, cäng
trçnh, hả giạ 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 kiãún thỉïc
khạ låïn v cọ nhiãưu màût. Vç váûy âi 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

Trong bng tưn hon cạc ngun täú hoạ hc ca Menâãlãep , hiãûn tải cọ hån
100 ngun täú thç cạc ngun täú kim loải chiãúm hån 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 dng , dáùn âiãûn
v 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 dỉång (khi nhiãût âäü tàng thç âiãûn tråí tàng) cn våïi phi
kim loải thç hãû säú ny ám (khi nhiãût âäü tàng âiãûn tråí gim).

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 chiãúu vo thç âiãûn tỉí s háúp thủ
nàng lỉåüng . 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
t
0
C
Âäü dáùn âiãûn
t
0
C
Âäü dáùn âiãûn
Hçnh 1.1- Hãû säú nhiãût âäü ca âiãûn tråí.
a) Kim loải
b) Phi kim loải
Kim loải nàûng l cạc kim loải cọ khäúi lỉåüng riãng låïn hån 5 g/cm
3
. Vê dủ nhỉ sàõt
(ϒ = 7,8) , vng (ϒ = 19,5) , thy ngán (ϒ = 13,1) ...
Kim loải nhẻ l cạc kim loải cọ khäúi lỉåüng riãng nh hån 5 g/cm

3
. Vê dủ nhỉ nhäm
(ϒ = 2,7) , ti tan (ϒ = 4,5) , man gan (ϒ = 1,73 ) ...
b - Theo nhiãût âäü nọng chy : kim loải âỉåüc chia lm hai nhọm
Kim loải cọ nhiãût âäü nọng chy cao : sàõt (1539
o
C) , vonphram (3410
o
C) , titan
(1668
o
C), âäưng (1085
o
C)
Kim loải cọ nhiãût âäü nng chy tháúp : chç (327
o
C) , nhäm ( 657
o
C) , stibi (631
o
C) ...
c - Theo tênh cháút hoảt âäüng :
Kim loải kiãưm : natri ,kali, liti ...
Kim loải chuøn tiãúp : sàõt , cräm ,mangan ,vanadi ...
1.1.2. Liãn kãút kim loải :
Trong kim loải 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 bàòng 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 loải cọ tênh
do ráút cao .
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 bàòng nhỉỵng chè
tiãu sau âáy :
*Âäü bãưn ténh : xạc âënh bàòng giåïi hản bãưn σ
b
,giåïi hản chy σ
c
v giåïi hản ân häưi
σ
âh
. Âån vë âo theo hãû SI l N/m
2
, nhỉng âån vë ny quạ nh nãn thỉåìng dng MN/m
2
hay MPa (trong thỉûc tãú hay dng KG/mm
2
)
*Âäü cỉïng : âỉåüc xạc âënh bàòng cạc loải âäü cỉïng Brinen (HB), Rockwell
(HRA,HRB,HRC) v Vicker (HV)

*Âäü do : xạc âënh bàòng âäü dn di tỉång âäúi δ % v âäü thàõt t âäúi Ψ %
*Âäü dai : xạc âënh bàòng cäng phạ hy mäüt âån vë tiãút diãûn máùu , thỉåìng k hiãûu a
k
, âån
vë âo kj/m
2
.
3
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
- - -
- - -
- - -
Hçnh 1.2- Liãn kãút kim loải.
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 tênh cäng nghãû âãưu täút.Vê dủ : nãúu
âục täút thç dáûp s kẹm ... Kim loải d ráút qu nhỉng nãúu tinh cäng nghãû xáúu thç khäng
thãø sỉí dủng 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
nàòm 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 hàòng 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 = 1,00202A
o
= 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 phỉång tám khäúi (thãø tám A2) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v åí trung
tám ca khäúi láûp phỉång . Nãúu coi cạc ngun tỉí l hçnh cáưu v biãøu diãùn gáưn nhỉ tháût
thç cạc ngun tỉí nàòm 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 Fe
α
, Cr, Mo,V. Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l :
d =
2
3a
v r =
4
3a
. Kiãøu mảng ny cọ mäüt thäng säú mảng l a .
b - Láûp phỉång tám màût (diãûn tám A1) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v tám ca

cạc màût bãn khäúi láûp phỉång. Nãúu coi cạc ngun tỉí l hçnh cáưu v biãøu diãùn gáưn nhỉ
tháût thç ngun tỉí nàòm åí âènh v tám ca cạc màût bãn thç tiãúp xục våïi nhau .Cạc ngun
tỉí cn lải khäng tiãúp xục våïi nhau . Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l
d =
2
2a
v r =
4
2a
. kiãøu mảng ny chè cọ mäüt thäng säú mảng l a . Thỉåìng gàûp
trong cạc kim loải Fe
γ
, Cu, Ni, Al, Pb...
c-Sạu phỉång xãúp chàût (lủc giạc xãúp chàût A3) : Cạc ngun tỉí nàòm åí cạc âènh v åí
tám hai màût âạy ca hçnh làng trủ lủc giạc âãưu .Ba ngun tỉí nàòm 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
Trong trổồỡng hồỹp lyù tổồớng
3
8
=
a
c


1,633 .Trong thổỷc tóỳ tố sọỳ c/a khọng õuùng laỡ
1,633 maỡ dao õọỹng trong trong khoaớng 1,57
ữ
1,64 vaỡ cuợng õổồỹc coi laỡ xóỳp chỷt . Caùc

kim loaỷi coù kióứu maỷng naỡy laỡ : Zn, Cd, Co

, Mg, Ti, Ru...
d-Chờnh phổồng tỏm khọỳi (thóứ tỏm) : Trong tọứ chổùc cuớa theùp sau khi tọi
(mactenxit) coỡn coù kióứu maỷng chờnh phổồng tỏm khọỳi . Coù thóứ coi kióứu maỷng naỡy laỡ lỏỷp
phổồng tỏm khọỳi õổồỹc keùo daỡi theo mọỹt chióửu . Noù coù hai thọng sọỳ maỷng laỡ a vaỡ c , tố sọỳ
c/a goỹi laỡ õọỹ chờnh phổồng .
Trong thổỷc tóỳ sổỷ sừp xóỳp cuớa caùc nguyón tổớ trong kim loaỷi theo xu hổồùng daỡy õỷc
nhỏỳt . Do õoù khọng coù kim loaỷi naỡo coù kióứu maỷng õồn giaớn chờnh phổồng tỏm khọỳi caớ .
6
b
Hỗnh 1.3- Mọ hỗnh vaỡ caùch sừp xóỳp nguyón tổớ trong khọỳi cồ sồớ.
a) Lỏỷp phổồng tỏm mỷt
b) Lỏỷp phổồng tỏm khọỳi
c) Saùu phổồng xóỳp chỷt
1.1.5.Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ vaỡ lọự họứng cuớa maỷng tinh thóứ :
1.Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ
Do ta coi caùc nguyón tổớ kim loaỷi laỡ hỗnh cỏửu nón duỡ chuùng sừp xóỳp sờt chỷt bao
nhióu õi nổợa giổợa chuùng vồùi nhau cuợng coỡn coù caùc khoaớng trọỳng nhỏỳt õởnh . Vỗ vỏỷy phaới
õổa ra vỏỳn õóử mỏỷt õọỹ cuớa nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ .
Mỏỷt õọỹ nguyón tổớ trong maỷng tinh thóứ laỡ phỏửn thóứ tờch (dióỷn tờch) coù nguyón tổớ
chióỳm chọự tờnh ra phỏửn trm .
Mỏỷt õọỹ khọỳi Mv =
%100.
V
nv

Trong õoù : n - sọỳ ngyón tổớ coù trong khọỳi cồ sồớ
v - thóứ tờch cuớa mọỹt nguyón tổớ
V - thóứ tờch khọỳi cồ sồớ

Mỏỷt õọỹ mỷt M
S
=
%100.
S
n
s

Trong õoù : n
s
- sọỳ nguyón tổù coù trong mỷt õang xeùt
s - dióỷn tờch cuớa mọỹt nguyón tổớ
S - dióỷn tờch mỷt õang xeùt
2.Lọự họứng trong maỷng tinh thóứ
Do nguyón tổớ coù daỷng hỗnh cỏửu nón giổợa chuùng luọn coù caùc lọự họứng .Coù hai loaỷi
lọự họứng : lọự họứng trong khọỳi taùm mỷt vaỡ lọự họứng trong khọỳi bọỳn mỷt. Caùc kióứu maỷng
khaùc nhau coù sọỳ lọự họứng khaùc nhau vaỡ kờch thổồùc cuớa chuùng cuợng khaùc nhau . Caùc lọự
họứng naỡy quyóỳt õởnh sổỷ hoỡa tan cuớa caùc nguyón tổớ khaùc vaỡo maỷng cuớa chuùng.
Maỷng lỏỷp phổồng tỏm khọỳi :
- Loaỷi thổù nhỏỳt : nũm trong khọỳi taùm mỷt taỷo bồới saùu nguyón tổớ vaỡ coù tỏm nũm ồớ
giổợa caùc caỷnh vaỡ trung tỏm caùc mỷt bón, kờch thổồùc cuớa no laỡ 0,154d . Tỏỳt caớ coù saùu lọự
họứng nhổ vỏỷy .
7
a)
Hỗnh 1.4- Hóỷ toaỷ õọỹ vaỡ caùch xaùc õởnh mỷt vaỡ phổồng tinh thóứ
a) Hóỷ toaỷ õọỹ trong khọỳi cồ sồớ.
b) Kyù hióỷu phổồng trong khọỳi cồ sồớ.
c) Kyù hióỷu mỷt trong khọỳi cồ sồớ
b) c)
- Loaỷi thổù hai : nũm trong khọỳi bọỳn mỷt , coù tỏm nũm ồớ 1/4 õoaỷn thúng nọỳi

õióứm giổợa caùc mỷt bón, kờch thổồùc laỡ 0,221d vaỡ coù tỏỳt caớ 12 lọự họứng. Maỷng lỏỷp phổồng
tỏm khọỳi coù nhióửu lọự họứng hồn nhổng kờch thổồùc caùc lọự họứng nhoớ hồn .
Maỷng lỏỷp phổồng tỏm mỷt :
- Loaỷi thổù nhỏỳt : nũm trong khọỳi taùm mỷt coù tỏm nũm ồớ trung tỏm khọỳi cồ sồớ vaỡ
õốnh ồớ õióứm giổợa caùc mỷt bón, kờch thổồùc 0,41d. Coù tỏỳt caớ bọỳn lọự họứng nhổ vỏỷy .
- Loaỷi thổù hai : nũm trong khọỳi bọỳn mỷt, tỏm nũm ồớ khoaớng 1/4 caùc õổồỡng
cheùo khọỳi {111}, kờch thổồùc 0,225d , coù tỏỳt caớ taùm lọự họứng nhổ vỏỷy. Maỷng lỏỷp phổồng
tỏm mỷt coù sọỳ lọự họứng ờt hồn 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 loaỷi coù nhióửu kióứu maỷng tinh thóứ khaùc nhau ồớ caùc khoaớng nhióỷt
õọỹ vaỡ aùp suỏỳt khaùc nhau, tờnh chỏỳt õoù goỹi laỡ tờnh õa hỗnh .
Nhióỷt õọỹ maỡ taỷi õoù kim loaỷi chuyóứn tổỡ kióứu maỷng naỡy sang kióứu maỷng khaùc goỹi laỡ
nhióỷt õọỹ tồùi haỷn cuớa chuyóứn bióỳn õa hỗnh . Nhióỷt õọỹ naỡy coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo tọỳc õọỹ nung
noùng, tọỳc õọỹ laỡm nguọỹi vaỡ traỷng thaùi ban õỏửu cuớa kim loaỷi . Caùc daỷng õa hỗnh khaùc nhau
cuớa mọỹt nguyón tọỳ õổồỹc kyù hióỷu bũng caùc chổợ Hy laỷp cọứ :, , ...Trong õoù laỡ kyù hióỷu
cho daỷng õa hỗnh ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp nhỏỳt, caùc chổợ coỡn laỷi kyù hióỷu lỏửn lổồỹt ồớ caùc nhióỷt õọỹ
cao hồn.

8
Hỗnh 1.5- Xaùc õởnh mỏỷt õọỹ sừp xóỳp M
l
, M
s
, cuớa khọỳi cồ sồớ maỷng tinh thóứ.
Vê dủ : Sàõt l kim loải cọ tênh âa hçnh , åí nhiãût âäü < 911
o
C v tỉì 1392
o
C âãún

1539
o
C cọ kiãøu mảng láûp phỉång tám khäúiì gi l Fe
α
.Trong khong tỉì 911
o
C âãún
1392
o
C cọ mảng láûp phỉång tám màût gi l Feγ.
Thiãúc åí nhiãût âäü thỉåìng cọ mu sạng bảc, cọ thãø hn, dạt mng v kẹo såüi âỉåüc, âọ
l Sn
β
. Nhỉng khi lm ngüi xúng -30
o
C thç tråí thnh Sn
α
cọ mu xạm åí dảng bäüt.
2-Sỉû thay âäøi tênh cháút khi cọ chuøn biãún âa hçnh :
Khi cọ chuøn biãún âa hçnh cạc kim loải âãưu cọ sỉû thay âäøi cạc tinh cháút ca chụng.
-Thãø têch riãng thay âäøi :
Tỉì Fe
α
sang Fe
β
thãø têch ca cọ gim âi khong 1% . Tỉì Sn
β
sang Sn
α
thãø têch tàng

lãn 25%
-Thay âäøi vãư cå tênh : tỉì Sn
β
sang Sn
α

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 âa hçnh âỉåüc nghiãn cỉïu k
lỉåỵng âãø táûn dủng cạc tênh cháút cọ låüi v ngàn ngỉìa cạc màût báút låüi .Tênh âa hçnh ca sàõõt
âỉåüc sỉí dủng ráút nhiãưu trong nhiãût luûn .
1.1.7.Âån tinh thãø v 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
Hçnh 1.6- Cạc loải läù häøng trong mảng láûp
phỉång tám màût (a) v láûp phỉång tám khäúi. (b)
Vờ duỷ : Tinh thóứ õọửng theo caùc phổồng khaùc nhau coù õọỹ bóửn keùo thay õọứi tổỡ 140
õóỳn 250MN/m
2
.
Tinh thóứ ma gió (maỷng saùu phổồng xóỳp chỷt) coù õióỷn trồớ : theo truỷc a coù
= 4,53.10
-6
cm, theo truỷc c coù = 3,78.10
-6

cm .
2-ồn tinh thóứ vaỡ õa tinh thóứ :
ồn tinh thóứ : Nóỳu vỏỷt tinh thóứ coù maỷng thọỳng nhỏỳt vaỡ phổồng khọng thay õọứi trong
toaỡn bọỹ thóứ tờch thỗ goỹi laỡ õồn tinh thóứ.
óứ hỗnh dung vóử õồn tinh thóứ ta lỏỳy mọỹt khọỳi cồ sồớ vaỡ tởnh tióỳn noù theo ba truỷc toỹa
õọỹ vồùi õoaỷn bũng chu kyỡ tuỏửn hoaỡn maỷng (thọng sọỳ maỷng) seợ õổồỹc õồn tinh thóứ.
Trong thổỷc tóỳ mọỹt sọỳ khoaùng vỏỷt coù thóứ tọửn taỷi caùc õồn tinh thóứ tổỷ nhión. Vồùi kim
loaỷi õóứ coù õổồỹc tinh thóứ phaới aùp duỷng cọng nghóỷ õỷc bióỷt "nuọi" õồn tinh thóứ. Ngaỡy nay
ngổồỡi ta mồùi chóỳ taỷo õổồỹc caùc õồn tinh thóứ kim loaỷi coù kờch thổồùc nhoớ, daỡi khoaớng 3,5
cm.
Mọỹt sọỳ õồn tinh thóứ, õỷc bióỷt laỡ khoaùng vỏỷt, coù bóử mỷt ngoaỡi khaù nhụn, hỗnh daùng
xaùc õởnh, õoù laỡ nhổợng mỷt phúng nguyón tổớ giồùi haỷn (thổồỡng laỡ caùc mỷt coù mỏỷt õọỹ
nguyón tổớ lồùn nhỏỳt).
Tờnh chỏỳt tióu bióứu cuớa õồn tinh thóứ laỡ tờnh coù hổồùng (dở hổồùng) do theo caùc hổồùng
khaùc nhau coù mỏỷt õọỹ nguyón tổớ khaùc nhau.
ồn tinh thóứ chuớ yóỳu õổồỹc sổớ duỷng trong cọng nghióỷp baùn dỏựn vaỡ vỏỷt lióỷu kyợ thuỏỷt
õióỷn.
a tinh thóứ : laỡ kim loaỷi coù cỏỳu taỷo gọửm nhióửu tinh thóứ. Mọựi tinh thóứ trong õoù goỹi laỡ
haỷt.
a tinh thóứ coù caùc õỷc õióỳm sau :
-Do sổỷ õởnh hổồùng maỷng tinh thóứ cuớa mọựi haỷt laỡ ngỏựu nhión nón phổồng maỷng
giổùa caùc haỷt luọn lóỷch nhau mọỹt goùc naỡo õoù.
-Taỷi vuỡng bión giồiù haỷt maỷng tinh thóứ bở xọ lóỷch .
-a tinh thóứ coù tờnh õúng hổồùng
Do õoù trong thổỷc tóỳ caùc kim loaỷi thổồỡng gỷp õóửu coù cồ tờnh õọửng nhỏỳt theo moỹi phổồng.
Nóỳu õem keùo, caùn kim loaỷi vồùi mổùc õọỹ bióỳn daỷng lồùn thỗ kim loaỷi laỷi thóứ hióỷn tờnh coù
hổồùng cuớa noù. Vờ duỷ : dỏy theùp khi keùo nguọỹi vồùi õọỹ bióỳn daỷng rỏỳt lồùn (laỡm caùc dỏy caùp
cỏửn cỏứu, caùp treo, dỏy phanh xe õaỷp ...) õọỹ bóửửn theo phổồng doỹc sồỹi lồùn hồn rỏỳt nhióửu so
vồùi phổồng ngang sồỹi.
1.1.8.Cỏỳu taỷo maỷng tinh thóứ thổỷc tóỳ cuớa kim koaỷi :

Trong kim loaỷi thổỷc tóỳ caùc nguyón tổớ khọng hoaỡn toaỡn nũm ồớ caùc vở trờ mọỹt
caùch trỏỷt tổỷ nhổ õaợ noùi ồớ trón maỡ luọn luọn coù mọỹt sọỳ ờt nguyón tổớ nũm sai vở trờ gỏy nón
sai lóỷch maỷng. Trong thổỷc tóỳ khọng coù kim loaỷi nguyón chỏỳt tuyóỷt õọỳi . Do vỏỷy trong
kim loaỷi bao giồỡ cuợng coù caùc taỷp chỏỳt .Kờch thổồùc caùc nguyón tổớ laỷ naỡy luọn khaùc
nguyón tổớ kim loaỷi nón gỏy ra sai lóỷch trong maỷng tinh thóứ. Sai lóỷch maỷng tinh thóứ
chióỳm sọỳ lổồỹng rỏỳt thỏỳp (1-2% thóứ tờch maỷng) nhổng aớnh hổồớng rỏỳt lồùn õóỳn cồ tờnh cuớa
kim loaỷi.
10
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 nàòm xen giỉỵa cạc nụt mảng
- Cạc ngun tỉí lả nàòm trãn cạc nụt mảng hay xen giỉỵa cạc nụt mảng.
Do cọ cạc sai lãûch mảng nãn ngun tỉí nàòm xung quanh sai lãûch nàòm 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 báøn thç kh nàng ngun tỉí lả chui vo mảng 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 1.7- Mä hçnh âån tinh thãø (a) v âa tinh thãø (b)
v nh tãú vi máùu âa tinh thãø sau táøm thỉûc.
`
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 thuút v âäü bãưn thỉûc tãú,sỉû kãút tinh ...Theo
hçnh dạng hçnh hc lãûch âỉåüc phán ra lm ba lai : lãûch âỉåìng, lãûch xồõn v lãûch häùn
håüp.
-Lãûch âỉåìng (lãûch thàóng, lãûch biãn)
Ta cọ thãø hçnh dung lãûch âỉåìng nhỉ sau : ta cọ mäüt mảng tinh thãø hon chènh
gäưm nhiãưu màût tinh thãø song song v cạch âãưu nhau håüp thnh. Gíi sỉí ràòng 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 trủc ca
lãûch âỉåìng, nọ cọ thãø di âãún hng nghçn 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 ⊥), gi tỉì dỉåïi lãn gi l lãûch âỉåìng ám (k hiãûu T).
-Lãûch xồõn : Ta cọ thãø hçnh dung lãûch xồõn nhỉ sau : càõt mảng tinh thãø hon
chènh bàòng 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 nàòm trong vng tỉì B → A dëch âi mäüt
khong nh hån mäüt thäng säú mảng, tải A dëch chuøn bàòng 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 cọ thãø di âãún hng nghçn hng vản thäng säú mảng,cn tiãút diãûn ca sỉû xä

lãûch chè vi thäng säú mảng.
12
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
*Lóỷch họựn hồỹp : laỡ loaỷi lóỷch coù daỷng tọứng hồỹp cuớa hai loaỷi lóỷch trón, coù daỷng hỗnh
hoỹc rỏỳt phổùc taỷp .
b.Taùc duỷng cuớa lóỷch :
Lóỷch coù vai troỡ rỏỳt lồùn trong tinh thóứ, noù aớnh hổồớng rỏỳt nhióửu õóỳn quaù trỗnh chuyóứn
bióỳn pha, quaù trỗnh trổồỹt cuớa kim loaỷi. Sổỷ coù mỷt cuớa lóỷch laỡm cho kim loaỷi dóự trổồỹt, laỡm
cho õọỹ bóửn thổỷc tóỳ cuớa noù giaớm õi rỏỳt nhióửu so vồùi tờnh toaùn. Vờ duỷ : sừt coù

b
lt =
13000MN/m
2
, trong khi õoù

b
tt = 250MN/m
2
.
13
Hỗnh 1.9- Mọ hỗnh taỷo lóỷch õổồỡng trong maỷng tinh thóứ.
Hỗnh 1.10- Lóỷch xoừn: mọ hỗnh taỷo thaỡnh (a), mọ hỗnh khọng
gian (b) vaỡ sổỷ sừp xóỳp nguyón tổớ trong vuỡng lóỷch (c)
A
B
C
D

b)
c)
a)
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 âỉåüc : bt khê, räù nỉït, láùn xè . Nãúu cho àn mn nhẻ bàòng 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, hçnh dạng v sỉû sàõp xãúp ca chunïg.
-Sỉû phán bäú 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 bàòng tia rån ghen :
L phỉång phạp nghiãn cỉïu sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí trong kim loải bàòng
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 :
a-Phán têch họa hc :

14
Hçnh 1.11- Cạch xạc âënh vectå trỉåüt (Burgers)
a) Trong tinh thãø han chènh
b) trong lãûch âỉåìng
c) Trong lãûch xồõn
Láúy phoi ca kim loải cáưn phán têch mang ho tan vo cạc a xit thêch håüp. Sau âọ
dng cạc dung dëch chøn âãø âënh phán dung dëch cáưn 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 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 bàòng 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 bàòng 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... nàòm trong kim loải ráút nguy hiãøm . Cáưn
phi phạt hiãûn chụng bàòng 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 bàòng phỉång phạp náúu chy lng sau âọ âem
âục thnh hçnh sn pháøm hay bạn thnh pháøm. Cháút lỉåüng ca váût âục phủ thüc pháưn
låïn vo quạ trçnh chuøn tỉì trảng thại lng sang trảng thại ràõn, âọ l quạ trçnh kãút tinh .
Âënh nghéa : kãút tinh l quạ trçnh hçnh thnh 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 xẹt biãøu hiãûn bãn ngoi
thç kim loải lng gáưn 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 bàòng 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 bàòng 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 khê khạc nhau 25%.
1.2.2.Âiãưu kiãûn nàng lỉåüng ca quạ trçnh kãút tinh :
Trong tỉû nhiãn mi quạ trçnh
tỉû phạt âãưu 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
hn bi âàût tải vë trê A ln cọ xu
hỉåïng làn xúng vi trê B äøn âënh
hån . Trong trỉåìng håüp ny nàng
lỉåüng dỉû trỉỵ chênh l thãú nàng
ca hn bi.
Trong hãû thäúng váût cháút gäưm chuøn âäüng ca cạc cháút âiãøm (ngun tỉí, phán tỉí)
thç nàng lỉåüng dỉû trỉỵ âỉåüc âàûc trỉng bàòng nàng lỉåüng tỉû do F.
F = U - TS
Trong âọ : -U l näüi nàng ca hãû thäúng
-S l enträpi
-T l nhiãût âäü tuût âäúi
0
K
Nàng lỉåüng tỉû do thay âäøi theo nhiãût
âäü v cạc úu täú khạc. Tỉì biãøu âäư vãư mäúi
quan hãû giỉỵa nàng lỉåüng tỉû do v nhiãût
âäü ta tháúy :
-Våïi T > T
s
ta cọ F
r
> F
l
do âọ kim
loải täưn tải åí trảng thại lng
-Våïi T < T
s

ta cọ F
r
< F
l
, do âọ kim
loải täưn tải åí trảng thại ràõn.
Nhỉ váûy khi lm ngüi kim loải lng xúng dỉåïi nhiãût âäü Ts s cọ quạ trçnh kãút
tinh xy ra . Tải nhiãût âäü Ts ta cọ F
r
= F
l
, nàng lỉåüng tỉû do ca hai trảng thại bàòng nhau,
quạ trçnh kãút tinh chỉa xy ra, nghéa l giỉỵa kim loải ràõn v kim loải lng cọ cán bàòng
âäüng . Âiãưu âọ cọ nghi l : nãúu cọ mäüt lỉåüng kim loải lng kãút tinh thç cng cọ mäüt
lỉåüng nhỉ váûy kim loải ràõn nọng chy . Chè åí nhiãût âäü T < T
s
, âãø F
r
< F
l
r rãût sỉû kãút
tinh måïi xạy ra . T
s
âỉåüc gi l nhiãût âäü kãt tinh l thuút.
Nhỉ váûy nhiãût âäü kãút tinh thỉûc tãú ln tháúp hån T
s
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 cạc kim
16
3

3
2
1
Hçnh 1.12- Så âäư biãøu thë vë trê äøn âënh
(1), khäng äøn âënh(2) v gi äøn âënh (3)
Nhiãût âäü
∆F
T
s
F
r
F
l
Hçnh 1.13- Så âäư biãún âäøi nàng
lỉåüng tỉû do
∆
F ca trảng thại
lng v ràõn theo nhiãût âäü
loải kãút tinh våïi âäü quạ ngüi ∆Tnh , khong tỉì 2
÷
5
0
C . Tuy nhiãn cng cọ kim lai
kãút tinh våïi âäü quạ ngüi låïn (Stibi cọ ∆T = 41
o
C).
Váûy âiãưu kiãûn nàng lỉåüng âãø xy kãút tinh l phi lm ngüi kim loải lng tåïi nhiãût
âäü tháúp hån T
s
hay kim loải lng chè kãút tinh våïi sỉûü quạ ngüi nháút âënh. Ta cng cọ thãø

l lûn tỉång tỉû nhỉ váûy våïi quạ trçnh nọng chy v chuøn biãún th hçnh . Do âäü quạ
ngüi v âäü quạ nung ca pháưn låïn kim loải bẹ nãn cọ thãø dỉûa vo T
s
âãø xạc âënh nhiãût
âäü nọng chy hay kãút tinh ca kim lai.
1.2.3.Hai quạ trçnh ca sỉû kãút tinh :
Khi hả nhiãût âäü kim loải lng xúng tháúp hån nhiãût âäü kãút tinh l thuút T
s
, quạ
trçnh kãút tinh s xy ra. Sỉû kãút tinh thỉûc hiãûn âỉåüc l nhåì cọ hai quạ trçnh sau :
-Trong kim loải lng xút hiãûn nhỉỵng trung tám kãút tinh cọ kêch thỉåïc ráút nh, gi
l máưm kãút tinh. Quạ trçnh ny gi l tảo máưm.
-Cạc máưm ny s phạt triãøn lãn v tảo thnh hảt tinh thãø .Quạ trçnh ny gi l phạt
triãøn máưm.
1-Quạ trçnh tảo máưm (trung tám kãút tinh) :
Tảo máưm l quạ trçnh tảo nãn cạc 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 T
s
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 ràòng 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 F

r
< F
l
.Gi ∆F
v
= F
r
- Fl, l hiãûu säú nàng lỉåüng tỉû do giỉỵa kim
loải lng v kim loải ràõn tênh cho mäüt âån vë thãø têch kim loải lng thç

∆F
v
< 0 khi T <
T
s
. Khi tảo ra n nhọm ngun tỉí tráût tỉû nọi trãn thç nàng lỉåüng ca hãû thäúng gim âi mäüt
lỉåüng l nv

∆F
v
.Nhỉng do tảo nãn bãư màût tiãúp xục giỉỵa ràõn v lng nãn nàng lỉåüng tỉû
do s tàng thãm mäüt lỉåüng l nsσ. Trong âọ : s l diãûn têch tiãúp xục giỉỵa nhọm ngun
tỉí våïi kim loải lng ,cn σ l sỉïc càng bãư màût trãn mäüt âån vë diãûn têch. Khi tảo ra n
nhọm ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû trãn thç nàng lỉåüng c hãû thäúng biãún âäøi mäüt lỉåüng l:
∆F = - nv

∆F
v
+ nsσ
Coi cạc nhọm ngun tỉí tráût tỉû cọ dảng hçnh cáưu bạn kênh r, ta cọ:

∆F = -
3
4
πr
3
n∆F
v
+ 4πr
2
nσ (1)
ÅÍ nhiãût âäü nháút âënh nh hån T
s
thç ∆F
v
v σ l hàòng säú nãn ∆F = f(r). Bàòng 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 âọ ta nháûn tháúy :
17
-Nãúu nhọúm ngun tỉí tráût tỉû cọ r
1
< r
th
thç khi nọ phạt triãøn lãn lm cho nàng lỉåüng
ca hãû thäúng tàng lãn, khäng ph håüp våïi tỉû nhiãn nãn s tan âi.
-Nãúu nhọm ngun tỉí trátû tỉû cọ r
2
> r
th
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 tåïi hản nhỉ sau : tçm giạ trë cỉûc âải ca biãøu thỉïc (1) v tênh
âỉåüc r
th
=
Fv
∆
σ
2
û(2) , giạ trë r = 0 khäng cọ nghéa. Khi nhiãût âäü kãút tinh cng tháúp (∆
F
v
låïn) thç r
th
cng nh v cng cọ nhiãưu nhọm ngun tỉí tráût tỉû cọ kêch thỉåïc låïn hån r
th
âãø tråí thnh máưm. Do âọ sỉû kãút tinh xy ra dãù dng hån. Tải T = T
s
ta cọ r
th
=
∞
,quạ
trçnh sinh máưm khäng xy ra .
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 quạ trçnh sinh máưm trãn bãư màût ca chụng xy ra dãù dng hån. Vai tr ca
máưm khäng tỉû sinh ráút quan trng trong thỉûc tãú v do váûy quạ trçnh kãút tinh xy ra ráút
nhanh chọng. Máưm khäng tỉû 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 v chäù läưi lm trãn thnh khn.
2-Quạ trçnh phạt triãøn máưm :
Sau khi cạc máưm âỉåüc tảo ra chụng s tiãúp tủc phạt tiãøn lãn thnh hảt tinh thãø. Quạ
trçnh ny lm cho nàng lỉåüng tỉû do ca hãû gim âi ph håüp våïi tỉû nhiãn (l quạ trçnh tỉû
phạt)ì.Ta cọ thãø minh ha qụa trçnh ny bàòng cå cáúu máưm hai chiãưu (Cosen) v cå cáúu
máưm kãút tinh cọ lãûch xồõn.
18
∆F
r
r
1
r
th
r
2
Hçnh1.14 - Quan hãû giỉỵa bạn kênh máưm v
∆
F
1.2.4.Sỉû tảo thnh hảt tinh thãø v hçnh dạng hảt kim loải âục :
1-Sỉû tảo thnh hảt tinh thãø :
Sỉû kãút tinh bao gäưm quạ trçnh 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 trçnh cỉï tiãúp tủc nhỉ váûy cho âãún khi ton bäü kim loải lng kãút tinh hãút. Chụng
ta cọ thãø hçnh dung sỉû tảo thnh hảt tinh thãø nhỉ sau .Gi sỉí ràòng 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. Quạ trçnh nhỉ váûy cỉï tiãúp tủc xy
ra cho âãún 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 hån vç
cọ âiãưu kiãûn phạt triãøn. Nhỉỵng hảt do cạc máưm cng sinh ra sau cng cng êt cọ âiãưu
kiãûn phạt triãøn nãn cọ thãø nh hån.
2-Hçnh dạng ca hảt kim loải âục:
Hảt kim loải nháûn âỉåüc sau khi âục cọ thãø cọ nhiãưu hçnh dạng ráút khạc nhau.Trong
thỉûc tãú cọ thãø gàûp cạc hçnh dạng sau âáy :
-Hảt dảng 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 l dảng hảt
thỉåìng gàûp nháút.
1.2.5.Sỉû kãút tinh hçnh nhạnh cáy, kêch thỉåïc hảt kim loải :
a-Sỉû kãút tinh hçnh nhạnh 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 sỉû kãút tinh, tinh thãø cọ
dảng hçnh nhạnh cáy. Quan sạt k quạ trçnh kãút tinh ta nháûn tháúy : 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 trủc ba...
19
α
r
θ

σ
γα
γ
σ
αβ
σ
βγ
β
α
θ
σ
αβ
σ
ββ
β
β
σ
αβ
a) b)
Hinh 1.15- Máưm k sinh dảng chm cáưu (a) v dảng tháúu kênh (b).
Kãút qu l ban âáưu tảo ra tinh
thãø hçnh nhạnh cáy. Sau âọ
kim loải lng giỉỵa cạc nhạnh
cáy s kãút tinh v hảt tinh thãø
khäng cn dảng nhạnh cáy
nỉỵa. Nãúu vç l do no âọ sau
khi tảo ra nhạnh cáy xong,
kim loải lng hãút thç hảt tinh
thãø chè l dảng nhạnh cáy.
Nhạnh cáy thỉåìng tháúy åí lm

co ca váût âục. Nhạnh cáy låïn
nháút do nh váût liãûu hc Nga
l Trernop tçm ra di 39 cm
trong lm co thi thẹp âục
nàûng 100 táún. Nhạnh cáy ny
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 bçnh ca hảt (chiãưu ngang).
- So sạnh våïi 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 trỉåìng håüp cọ thãø nhçn tháúy bàòng màõt
thỉåìng. Trong k thût âục ln cọ xu hỉåïng lm nh hảt kim loải vç hảt nh cọ cå tênh
täút hån v êt dn hån. Trong mäüt säú trỉåìng håüp do u cáưu ca k thût ta måïi lm cho
hảt låïn khi âục.
a-Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âäü låïn hảt :
Trong thỉûc tãú cọ nhiãưu úu täú nh
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

lỉåüng sau :
- Täúc âäü sinh máưm : l säú lỉåüng tám
máưm sinh ra trong mäüt âån vë thãø têch v
20
Hçnh 1.16- Så âäư kãút tinh dảng nhạnh cáy
(a) v nh chủp tinh thãø nhạnh cáy (b)
n
v
n,v
∆
TTT
∆T
2
∆T
1
Hçnh 1.17- nh hỉåíng ca
âäü quạ ngüi
∆
T âãún n, v
trong mọỹt õồn vở thồỡi gian, kyù hióỷu n, õồn vở õo1/mm
3
.s
- Tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm : laỡ tọỳc õọỹ phaùt trióứn vóử kờch thổồùc daỡi cuớa tỏm mỏửm
trong mọỹt õồn vở thồỡi gian, kyù hióỷu v, õồn vở mm/s.
Tọỳc õọỹ sinh mỏửm caỡng lồùn thỗ kờch thổồùc haỷt caỡng nhoớ vaỡ tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm
caỡng tng thỗ kờch thổồùc haỷt caỡng lồùn. Bũng thổỷc nghióỷm, ngổồỡi ta õaợ tờnh õổồỹc kờch
thổồùc haỷt A theo hai õaỷi lổồỹng trón nhổ sau :
A = a
n
v

vồùi a laỡ hóỷ sọỳ thổỷc nghióỷm.
Tổỡ õoù ta thỏỳy rũng : nguyón lyù chung õóứ taỷo haỷt nhoớ laỡ tng tọỳc õọỹ sinh mỏửm vaỡ haỷn
chóỳ tọỳc õọỹ phaùt trióứn mỏửm.
b-Caùc phổồng phaùp laỡm nhoớ haỷt :
Trong thổỷc tóỳ ngổồỡi ta thổồỡng sổớ duỷng caùc phổồng phaùp laỡm nhoớ haỷt sau õỏy :
- Tng õọỹ quaù nguọỹi khi kóỳt tinh : ọỹ quaù nguọỹi phuỷ thuọỹc vaỡo tọỳc õọỹ nguọỹi, tọỳc õọỹ
nguọỹi caỡng lồùn thỗ õọỹ quaù nguọỹi caỡng tng. óứ tng tọỳc õọỹ nguọỹi ngổồỡi ta duỡng khuọn
kim loaỷi coù tờnh dỏựn nhióỷt cao thay cho khuọn caùt. Vồùi caùc vỏỷt õuùc lồùn ta coỡn duỡng nổồùc
laỷnh laỡm nguọỹi ngoaỡi thaỡnh khuọn kim loaỷi.
- Phổồng phaùp bióỳn tờnh :
21
Hầnh 1.18- Aớnh cỏỳp haỷt chuỏứn ổùng vồùi õọỹ phoùng õaỷi 100 lỏửn.
* 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 Al
2
O
3
, 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 múi natri (
3
2
NaCl,
3
1

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 tạc dủng lm thay âäøi hçnh dạng hảt (tảo
graphêt cáưu 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 phụt trỉåïc khi rọt khn. Nãúu quạ såïm thç kim loải chỉa këp kãút tinh cháút biãún
tênh s näøi lãn v âi vo xè. Nãúu quạ mün thç khäng këp 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, nhiãưu váût âục cọ hçnh dạng ráút phỉïc tảp. Vç 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 vng tinh thãø sau âáy :
a-Vng ngoi cng :
Vng 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 :
Vng ny gäưm cạc hảt hçnh trủ, tỉïc l cạc hảt di v vng gọc våïi thnh khn
(vng 2). Sau khi â tảo ra vng 1 thç thnh khn â khạ nọng, do váûy kim loải lng
kãút tinh våïi âäü quạ ngüi
∆
T nh, vç váûy hảt nháûn âỉåüc cọ xu hỉåïng låïn dáưn lãn. Lục

ny nh hỉåíng ch úu âãún hçnh dạng hảt l phỉång thoạt nhiãût. Phỉång thoạt nhiãût
vng gọc våïi thnh khn nãn hảt phạt triãøn mảnh theo hỉåïng ngỉåüc lải. Kãút qu l tảo
ra cạc hảt hçnh trủ vng gọc våïi thnh khn.
c-Vng trung tám :
Vng ny cọ hảt låïn v âàóng trủc (vng 3). Khi vng ny kãút tinh thç thnh khn
â 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 vng tinh thãø trãn thç vng ngoi cng 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 mnh liãût thç vng 2 láún ạt hàón vng 3 v cọ thãø lm
máút vng 3. Lục ny vng 2 phạt triãøn âãún tám ca váût âục. Cáúu tảo ca váût âục nhỉ l
chè gäưm cạc hảt hçnh trủ vng 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 dảng
do (cạn, rn). Nãúu lm ngüi khn ráút cháûm thç vng 3 láún ạt hàón vng 2, váût âục cọ
máût âäü nh v dãù dng biãún dảng do.
2-Cạc táût hng ca váût âục :
Cạc táût hng lm xáúu cháút lỉåüng ca váût âục. Vç váûy ta phi nghiãn cỉïu âãø tçm biãûn
phạp hản chãú hồûc loải b chụng. Trong váût âục thỉåìng gàûp cạc táût hng sau âáy :
1-Räù co (räù xäúp, räù tãú vi):
Do quạ trçnh kãút tinh dảng nhạnh cáy nãn dng kim loải 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
bàòng 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 bàòng âáûu ngọt âãø âỉa nọ ra ngoi váût
âục.
23
Hçnh 1.19- Täø chỉïc 3 vng ca thi âục.
1) Vng ngoi cng; 2) Vng tinh thãø hçnh trủ (trung gian)
3) Vng hảt to (trung tám)
Räù co v lm co âãưu cọ chung mäüt ngun nhán hçnh thnh âọ l sỉû gim thãø têch
ca kim loải khi kãút tinh. Våïi mäüt kim loải hay håüp kim thç t lãû co khi kãút tinh l hàòng
säú. Vç váûy tàng lm co s lm gim âỉåüc räù 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 v hçnh thnh cạc bt khê gi l räù khê. Räù khê ráút nguy hiãøm vç nọ lm máút tênh
liãn tủc ca váût âục v l nåi táûp trung ỉïng sút lm gim cå tênh. Nãúu räù khê nàòm ngay
dỉåïi låïp v ca váût âục s gáy ra trọc v nỉït cho chi tiãút. Cọ thãø khàõc phủc räù khê bàòng
cạch biãún dảng nọng, chụng s bẻp âi.(Trỉì trỉåìng håüp nàòm 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
bàòng 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 bàòng 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 ri trong chãú tảo cå khê vç nọ cọ nhỉỵng 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 loải ngun 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 qu :
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 cn gi l hãû thäúng) : l 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
H
2
O nhỉng cọ hai pha : ràõn (nỉåïc âạ), lng (nỉåïc)
- Mäüt chi tiãút bàòng la täng mäüt pha : Hãû ny cọ hai cáúu tỉí l Cu v Zn nhỉng chè
cọ mäüt pha
α
(dung dëch ràõn ca hai cáúu tỉí trãn).
d - Trảng thại cán bàòng (äøn âënh) : Hãû åí trảng thại cán bàòng 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 bàòng bao giåì cng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng tháúp nháút, khäng cọ ỉïng sút
bãn trong, xä lãûch mảng tinh thãø tháúp nháút v âỉåüc hçnh thnh våïi täúc âäü ngüi cháûm.
e - Trảng thại khäng cán bàòng (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 bàòng. Lục ny hãû cọ thãø
chuøn biãún sang trảng thại cán bàòng måïi cọ nàng lỉåüng tỉû do nh hån. Nọi chung trảng
thại khäng cán bàòng l khäng äøn âënh, ln cọ xu hỉåïng tỉû biãún âäøi sang trảng thại cán
bàòng, äøn âënh. Trong thỉûc tãú mäüt säú trảng thại khäng cán bàòng váùn täưn tải láu di, do åí
nhiãût âäü thỉåìng chuøn biãún xy ra ráút cháûm háưu nhỉ khäng nhçn tháúy âỉåüc. Trảng thại
khäng cán bàòng thỉåìng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng cao hån nãn âỉåüc sỉí dủng khạ nhiãưu trong
thỉûc tãú (täø chỉïc mactenxit sau khi täi). Trảng thại khäng cán bàòng âỉåüc hçnh thnh våïi
täúc âäü ngüi nhanh.
f - Trảng thại gi äøn âënh : Trảng thại gi äøn âënh täưn tải khi trảng thại cán bàòng (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