Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Sai sót trong cấu trúc chất rắn - Cao Xuân Việt

Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Sai sót trong cấu trúc chất rắn - Cao Xuân Việt cung cấp cho học viên những kiến thức về tinh thể thực, sai sót điểm trong kim loại, sai sót điểm trong ceramic, cân bằng nồng độ sai sót điểm,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Sai sót trong cấu trúc chất rắn - Cao Xuân ViệtSAI SÓT TRONG CẤU TRÚCCHẤT RẮN TINH THỂ THỰC1. Thực tế hay tinh thể thực:2. Không có tinh thể hoàn thiện3. Nhiều vật liệu có những tính chất được ứng dụng nhờ tạp chất (hợp kim, bán dẫn, lazer…) 2CÁC LOẠI SAI LỆCH HAY SAI SÓT• Ô (NÚT) trống nguyên tử• Nguyên tử xen kẽ Sai sót điểm• Nguyên tử thay thế 1-2 atoms• Lệch mạng Sai sót đường 1-dimensional• Biên hạt Sai sót mặt 2-dimensionalSai sót khối 3 SAI SÓT ĐIỂM TRONG KIM LOẠI• Ô TRỐNG: Vacancy distortion of planes• XEN GIỮA MẠNG: self-interstitial distortion of planes 4 XEN GIỮA MẠNG In metals, a self interstitial introduces relatively large distortions (strain) in the surrounding lattice since the atom is substantially larger than the interstitial site. SAI SÓT ĐIỂM TRONG CERAMIC• Ô trống có thể ở vị trí cation và anion Cation Interstitial Cation Vacancy Adapted from Fig. 5.2, Callister & Rethwisch 3e. (Fig. 5.2 is from W.G. Moffatt, G.W. Pearsall, and J. Wulff, The Structure and Properties of Materials, Vol. 1, Structure, John Wiley and 6 Anion Vacancy Inc., p. 78.) Sons, SAI SÓT FRENKEL VÀ SCHOTTKY• Frenkel DefectTo maintain the charge neutrality, a cation vacancy-cation interstitialpair occur together. The cation leaves its normal position and moves tothe interstitial site.• Schottky DefectTo maintain the charge neutrality, remove 1 cation and 1 anion;this creates 2 vacancies. Schottky Defect Adapted from Fig. 5.3, Callister & Rethwisch 3e. (Fig. 5.3 is from W.G. Moffatt, G.W. Pearsall, and J. Wulff, The Structure and Properties of Materials, Vol. 1, Structure, John Wiley and Sons, Inc., p. 78.) Frenkel 7 DefectCÂN BẰNG NỒNG ĐỘ SAI SÓT ĐIỂM • Nồng độ lỗ trống biến đổi theo nhiệt độ khi T≠0 . Năng lượng hoạt hóa– energy required for formation of vacancy Số lỗ trống  Q  = exp   Nv  v  Số nút mạng N  k T  Nhiệt độ Hằng số Boltzmann -23 (1.38 x 10 J/atom-K) -5 (8.62 x 10 eV/atom-K)Each lattice site is a potential 8 vacancy site T≠0K NV ≠ 0 XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA • Qv từ thực nghiệm Q  Nv = exp   v   N  k T  • Đo T và Nv. • Replot it...Nv Nv Độ nghiêng lnN N -Qv /k Số mũ T 1/ T Nồng độ sai sót 9 TÍNH NỒNG ĐỘ SAI SÓT• Ex 5.1: xác định nồng độ sai sót trong 1 m3 Cu ở 1000C. • Biết: r = 8.4 g /cm 3 A Cu = 63.5 g/mol Qv = 0.9 eV/atom NA = 6.02 x 1023 atoms/mol 0.9 eV/atom ...