Trích:
|
Nguyên văn bởi phamphu
em muốn bài viết cho bậc đại học. cấu trúc tinh thể kim loại ảnh hưởng tới các tính chất vật lí của kim loại ntn. ví dụ như : cấu trúc tinh thể ntn thì kim loại có tính cứng.vì sao cấu trúc như thế lại có tính cứng
|
-Xét ở mức độ cấp nguyên tử (atomic level) thì nói chung độ cứng của kim loại liên quan đến việc phá hủy liên kết giữa các nguyên tử kim loại. Năng lượng để bẻ gẫy liên kết càng lớn thì độ cứng càng cao. Xét ở mức độ này thì những kim loại chuyển tiếp (transition metals) có độ cứng tương đối cao hơn các kim loại khác bởi vì bên cạnh những electrons của lớp ngoài, d-electrons ở lớp trong của những kim loại chuyển tiếp này cũng tham gia liên kết kim loại và làm cho liên kết bền hơn. (Người ta thường
không cho hai nhóm Cu-Ag-Au và Zn-Cd-Hg là kim loại chuyển tiếp bởi vì d orbitals của chúng đã đầy và tính chất của chúng khác nhiều so với những kim loại có d orbitals chưa đầy.) Năng lượng liên kết là cái cơ bản nhất qui định độ cứng và
khó bị thay đổi bởi các kỹ thuật chế biến vật liệu.
-Khi một liên kết đã bị bẽ gẫy, bước kế tiếp là di chuyển nguyên tử kim loại từ vị trí ban đầu đến một vị trí mới
trong một tinh thể (thường dựa vào dislocation movement). Việc di chuyển này diễn ra dễ dàng hay khó khăn cũng ảnh hưởng đến độ cứng. Di chuyển càng khó thì độ cứng càng cao. Đến đây thì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc di chuyển trên và các yếu tố này
có thể bị thay đổi bởi các kỹ thuật chế biến vật liệu. Một số yếu tố quan trọng như:
(a) Cấu trúc tinh thể: các nguyên tử kim loại thường trượt (slip) lên nhau dưới áp dụng của lực. Có 3 dạng cấu trức tinh thể phổ biến cho các kim loại: fcc (face-centered cubic), bcc (body-centered cubic) và hcp (hexagonal close-packed). Kim loại ở cấu trúc hcp khó có khả năng trượt nhất bởi vì chúng có số slip systems (= số mặt phẳng trượt x số hướng để trượt) nhỏ nhất.
(b) Khi trong tinh thể có impurities ở dạng substitutional hay interstitial cũng đều làm giảm khả năng trượt.
-Mức kế tiếp là xét đến khả năng di chuyển
từ tinh thể này sang tinh thể khác cho những vật liệu đa tinh thể. Đến đây thì mình chỉ giới thiệu sơ lược các yếu tố tại vì nó đã không nằm trong phạm vi của hóa học. Cũng như ở phần trên, các yếu tố này
có thể bị thay đổi bởi kỹ thuật chế biến vật liêu.
(a) Grain boundary phases
(b) Grain size
(c) Inclusions
...
Chỉ nói về độ cứng hay tính cơ học (mechanical) nói chung mà cũng hơi phức tạp rồi. Bạn có muốn biết các tính chất khác như nhiệt (thermal), điện (electrical), điện tử (electronic), quang (optical) và từ (magnetic) của kim loại không?
-Những sách về metallurgy hay mechanical behavior of materials / alloys sẽ cho bạn biết về tính chất cơ học của kim loại.
-Cho những tính chất còn lại, bạn có thể tham khảo ở các sách về solid-state physics (nếu bạn có nhiều kiến thức về quantum mechanics) hoặc properties of materials và solid-state chemistry (nếu bạn không thích đối diện nhiều với quantum mechanics).
kim loại
nguyencyberchem
Linear Mode
