Vật liêu học kỹ thuật - Chương mở đầu

Tài liệu tham khảo bài giảng Vật liêu học kỹ thuật bộ môn Vật liệu học và nhiệt luyện
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liêu học kỹ thuật - Chương mở đầu Më ®Çu a) Môc ®Ých nghiªn cøu cña m«n häc • VËt liÖu häc lµ khoa häc nghiªn cøu mèi quan hÖ gi÷a cÊu tróc vµ tÝnhchÊt cña vËt liÖu, trªn c¬ së ®ã ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ nh»m c¶i thiÖn tÝnhchÊt vµ sö dông thÝch hîp vµ ngµy mét tèt h¬n. b) §èi t−îng nghiªn cøu - VËt liÖu • VËt liÖu ë ®©y chØ dïng ®Ó chØ nh÷ng vËt r¾n mµ con ng−êi sö dông ®ÓchÕ t¹o dông cô, m¸y mãc, thiÕt bÞ, x©y dùng c«ng tr×nh vµ ngay c¶ ®Ó thay thÕc¸c bé phËn c¬ thÓ hoÆc thÓ hiÖn ý ®å nghÖ thuËt. • Nh− vËy tÊt c¶ c¸c chÊt láng, khÝ cho dï rÊt quan träng song còng kh«ngph¶i lµ ®èib t−îng nghiªn cøu cña m«n häc. c) Bèn nhãm vËt liÖu chÝnh (h×nh 0.1): Kim lo¹i H×nh 0.1. S¬ ®å minh ho¹ c¸c 1 nhãm vËt liÖu chÝnh vµ quan hÑ gi÷a chóng 4 Compoz 1. b¸n dÉn 2 2. siªu dÉn 3. silicon 4. polyme dÉn ®iÖn 3 cerami polymVËt liÖu kim lo¹i: chñ yÕu lµ hîp kim= h2 KL+ ¸kim hoÆc KL kh¸c- dÉn nhiÖt, dÉn ®iÖn cao, cã ¸nh kim, ph¶n x¹ ¸nh s¸ng, kh«ng cho ¸nh s¸ngth−êng ®i qua, dÎo, dÔ biÕn d¹ng (c¸n, kÐo, rÌn, Ðp) → tÝnh c«ng nghÖ tèt- cã ®é bÒn c¬ häc, nh−ng kÐm bÒn hãa häc, trõ Al, c¸c kim lo¹i th«ng dông kh¸cnh−: Fe, Cu, ... ®Òu kh¸ nÆng, nhiÖt ®é ch¶y biÕn ®æi trong ph¹m vi tõ thÊp ®Õncao nªn ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ®a d¹ng cña kü thuËt.Ceramic (vËt liÖu v« c¬) : Lµ hîp chÊt gi÷a KL, silic víi ¸ kim («xit, nitrit, cacbit),bao gåm c¸c lo¹i: gèm vµ VLCL, thñy tinh & gèm thuû tinh, xim¨ng & bªt«ng.- cøng, gißn, bÒn ë nhiÖt ®é cao, bÒn hãa häc- dÉn nhiÖt vµ dÉn ®iÖn rÊt kÐm (c¸ch nhiÖt vµ c¸ch ®iÖn)Polyme (vËt liÖu h÷u c¬): Cã nguån gèc h÷u c¬, thµnh phÇn hãa häc chñ yÕu lµC, H vµ c¸c ¸ kim, cã cÊu tróc ph©n tö lín.- nhÑ, dÉn nhiÖt, dÉn ®iÖn kÐm- nãi chung dÔ uèn dÎo, ®Æc biÖt khi n©ng cao nhiÖt ®é nªn bÒn nhiÖt thÊp- bÒn v÷ng hãa häc ë nhiÖt ®é th−êng vµ trong khÝ quyÓn.Compozit: lµ sù kÕt hîp cña hai hay c¶ ba lo¹i vËt liÖu kÓ trªn, mang hÇu nh− c¸c®Æc tÝnh tèt cña c¸c vËt liÖu thµnh phÇn. VÝ dô bªt«ng cèt thÐp (v« c¬ - kim lo¹i)võa chÞu kÐo tèt (nh− thÐp) l¹i chÞu nÐn cao (nh− bªt«ng). HiÖn dïng phæ biÕn c¸c compozit hÖ kÐp: kim lo¹i - polyme, kim lo¹i - ceramic, polyme - ceramic víi nh÷ng tÝnh chÊt míi l¹, rÊt hÊp dÉn. Ngoµi bèn lo¹i trªn - b¸n dÉn, siªu dÉn nhiÖt ®é thÊp, siªu dÉn nhiÖt ®é cao, chóng n»m trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ceramic (trong ®ã hai nhãm ®Çu gÇn víi kim lo¹i h¬n, nhãm sau cïng gÇn víi ceramic h¬n). - silicon n»m trung gian gi÷a vËt liÖu v« c¬ víi h÷u c¬, song gÇn víi vËt liÖu h÷u c¬ h¬n. d) Vai trß cña vËt liÖu LÞch sö ph¸t triÓn cña vËt liÖu g¾n liÒn víi lÞch sö ph¸t triÓn loµi ng−êi Sö dông c¸c vËt liÖu cã s½n trong tù nhiªn → ®å ®¸ ChÕ t¹o, sö dông vËt liÖu theo kinh nghiÖm, KL ph¸t triÓn → m¸y mãc → t− b¶nng−êi ViÖt luyÖn thÐp 3000 n¨m TCN, La m· cæ ®¹i t«i thÐp tõ TK 10-15 TCNCét thÐp New Dehli, 6,5 tÊn kho¶ng TK 5 SCN, kh«ng gØ? LuyÖn thÐp ë quy m« CN → TK 19 t¹o ra th¸p Eiffel cao 320m, nÆng 7341 tÊnBª t«ng cèt thÐp, n¨m 1875 (Hoa kú), gèm ViÖt nam Trung hoa rÊt l©u ®êi Sö dông vi tÝnh → m¸y tÝnh → c«ng nghÖ cao víi nÒn kinh tÕ tri thøc →? o BÊt kú mét s¸ng t¹o nµo cña con ng−êi còng ®Òu ph¶i sö dông vËt liÖu, ®Òu ph¶i khai th¸c c¸c ®Æc tÝnh kh¸c nhau cña vËt liÖu C¬ khÝ (vËt liÖu kim lo¹i) → m¸y tÝnh c¬ häc (vµi chôc phÐp tÝnh/phót) → m¸y tÝnh ®iÖn tö MИHCK22 (vµi tr¨m phÐp tÝnh/phót) §Ìn ®iÖn tö B¸n dÉn (vi xö lý) (90-130)MHz → 200MHz (P) → (330-400)MHz (PII) → (400- 700)MHz (PIII), PIV → 1GHz,.. ? M¸y hót bôi: gç (hép) → kim lo¹i (trô) → polyme (cÇu) c«ng suÊt gÊp 10, kÝch th−íc 1/3 o Xu h−íng ph¸t triÓn cña vËt liÖu ¤t« (Mü) 1978: thÐp (60)%, polyme (10-20)%, HK Al (3-5)%, VL kh¸c cßn l¹i 1993: thÐp (50-60)%, polyme (10-20)%, HK Al (5-10)%, VL kh¸c cßn l¹i Polyme, compozit xu h−íng t¨ng, kim lo¹i → gi¶m nh−ng vÉn quan träng nhÊt Au Cu kim kim lo¹i . hîp kim br«ng kim lo¹i chñ yÕu v« ®Þnh h×nh Fe gang . HK Al-Li vÒ chÊt polyme thÐp thÐp polyme . thÐp ®èi ngÉu l−îng, . HK vi l−îng hîp kim elastome CN . siªu HK míi hîp kim keo polyme polyme nhÑ siªu caosu polyme elastome hîp kim compoZit Ti, Zr,… ...