Bài giảng Vật liệu học

TS. Hà Văn Hồng 1Tháng 02.2006VẬT LIỆU HỌCTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng2I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU Vật chất tồn tại trong tự nhiên : 3 dạng Khí: O2, H2, N2, khí đôt . Lỏng: H2O, NH3 , Xăng, Dầu Rắn: Gang, Thép, Kim loại & hợp kim màuVật chất Nguyên cho sản xuất Vật liệu Khí: -O2 tăng cường phản ứng cháy -Khí đôt chạy lò hơi, lò nấu ttinh, lò l.kim Lỏng: -Dầu mỏ chưng cất ra xăng, dầu, h.chất h.cơ Rắn: -Gang, Thép chế tạo máy phay,m.bào, m.tiện -Cu, Al làm dây dẫn điện, nấu các hợp kimTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng3I-KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU VẬT LIỆU: là những vật rắn sử dụng để chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị, xây dựng công trình, nhà cửa, thay thế các bộ phận cơ thể hoặc thể hiện các ý đồ nghệ thuật. NHÓM CHÍNH : 4 nhómVật liệu kim loại: tổ hợp của các nguyên tố kim loại: gang, thép, kim lọai màu ( Cu, Alvà hợp kim của chúng ) Vật liệu vô cơ (Ceramic ): hợp chất giữa kim loại, silic với á kim (ôxít, nitrit, cacbit), bao gồm khoáng vật đất sét, xi măng, thuỷ tinh Vật liệu hữu cơ ( Polyme ): hợp chất hydrôcácbon và các á kim, có cấu trúc đại phân tử: Polyetylen (PE), Polystyren (PS), Polypropylen (PP). Compozit: vật liệu kết hợp của hai hay cả ba loại vật liệu kể trên: thép-bêtông, WC+Co (HK cứng), composite nền polyme cốt sợi thủy tinhTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng4KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU (tiếp) NHÓM PHỤ: 1-Bán dẫn2-Siêu dẫn3-Silicon4-Polyme dẫn điệnKIM LOẠICOMPOZITVÔ CƠCERAMICHỮU CƠ POLYME1234H-1 :Sơ đồ minh họa các nhóm vật liệu Và quan hệ giữa chúngTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng5II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆUQTPT của XH loài người PT công cụ SX & KT: Thông qua vật liệu. T.kỳ đồ đá: công cụ làm bằng VL có sẵn trong tự nhiên: gỗ, đá. T.kỳ đồ đồng: công cụ làm bằng VL qua chế biến: HK Cu T.kỳ đồ sắt: công cụ làm bằng VL qua chế biến: HK FeTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng6II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp) T.kỳ XH loài người phát triển (100-200 năm gần đây): Tạo nên những bước PT đột biến  VL kim loại: quyết định PT XH&KTSản xuất cơ khí: Dụng cụ cầm tay: kìm, búa, dao, kéolàm từ thépMáy công cụ: máy cắt, hàn, tiện, phay, bàolàm từ thép, KL&HK màuGiao thông vận tải: ôtô, tàu biển, xe lửa, máy baylàm từ thép, KL&HK màuNăng lượng: truỵền dẫn điện, nhiệtdùng dây và cáp điện bằng Cu, AlXây dựng: Bê tông cốt thép dùng thépQuốc phòng: sản xuất súng, đạn dùng gang, thép, Cu, AlTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng7II-VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU (tiếp) Vật liệu chất dẻo (Polyme): PE,PP: làm bình nhựa, đồ chơi PS, PMMA: làm kính, cửa máy bay PVC: bọc dây điện, đường ống Epoxi, bakelit: chế tạo chi tiết máy Vật liệu vô cơ (Ceramic): Đời sống: chum, vại, bát, đĩa, gạch ngói. Xây dựng : ximăng, thủy tinh Vật liệu kết hợp (Composit):  Xi măng – thép: bêtông cốt thép Hợp kim cứng: WC + TiC + TaC + Co: dao cắt gọt. Composit nền polyme cốt sợi thuỷ tinh: chậu rửa, bồn tắm, vỏ ca nô, thùng xeTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng8III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC KHẢO SÁT : TỔ CHỨC TÍNH CHẤT  Tổ chức (cấu trúc): sắp xếp thành phần bên trong vật liệu ● Tổ chức vĩ mô: Phần tử KT lớn-Quan sát bằng mắt, kính lúp ●Tổ chức vi mô: Ngtử hay p.tử (Kich thước nm)-Kính hiển vi điện tử, kính quang học Tháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng9III-ĐỐI TƯỢNG CỦA VL HỌC Tính chất:● Lý tính: T/d V.lý của môi trường V.liệu● Hóa tính: T/d H.học của MT V.liêu● Cơ tính: T/d C.HỌC của MT V.liệu● Tính công nghệ : khả năng gia công ● Tính sử dụng : tuổi thọ, độ tin cậy, gía thànhTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng10VẬT LIỆU HỌC LÀ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU QUAN HỆ CẤU TRÚC – TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU, TRÊN CƠ SỞ ĐÓ ĐỀ RA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU, SỬ DỰNG VẬT LIỆU HỢP LÝ VÀ CÓ HIỆU QỦA KINH TẾ CAO.Tháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng11IV-MỤC ĐÍCH MÔM HỌCTrang bị nhửng kiến thức cơ bản :  Tổ chức-Tính chất của vật liệuPhạn vi ứng dụng vật lịệu=>Làm cơ sơ : -Qúa trình công nghệ sản xuất vật liệu -Lựa chọn và sử dụng vật liệu đáp ứng yêu cầu KT và có hiệu qủa K.tế caoTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng12V-VỊ TRÍ MÔN HỌC Vậi liệu học là môn học thuộc khối kiến thức cơ sở ngành kỹ thuật :Cung cấp những kiến thức cần thiết về vật liệu thường dùng trong công nghiệp.Để dễ tiếp thu kiến thức các môn học cơ sở ngành khác và các môn học chuyên ngànhTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng13NỘI DUNG MÔN HỌCPhần I. Cấu trúc vật liệuChướng 1. Đại cương về tinh thểChương 2.Cấu trúc vật liệu kim loạiChương 3.Cấu trúc vật liệu vô cơChương 4.Cấu trúc vật liệu hưu cơ Phần II. Tính chất vật liệuChương 5. Tính chất vật lý của vật liệuChươnh 6. Tính chất hoá học của vật liệuChươnh 7. Tính chất cơ học của vật liệu Phần III. Sử dụng vật liệuChương 8. Sử dụng vật liệu kim loạiChương 9.Sử dụng vật liệu vô cơ (Ceramic)Chương 10. Sử dụng vật liệu hữu cơ (Polyme)Chương 11. Sử dụng vật liệu CompositeTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng14THỜI LƯỢNG & KIỂM TRA ĐÁNH GÍAThời gian học : 2tc x 15t/tc = 30 tiếtTiểu luận : 1 bài Thi giữa môn : sau 15 tiếtThi kết thúc môn họcĐánh gía kết qủa học tậpĐiểm tiểu luận : 10 đ x 30 % = 3 đĐiễm kiểm tra giữa kỳ : 10 đ x 20 % = 2 đĐiểm thi kết thúc môn học: 10 đ x 50 % = 5 đTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng15Tháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng16TÀI LIỆU HỌC TẬPNguyễn Đình phổ-Vật liệu học,ĐH quốc gia Tp.HCM-2008Nghiêm Hùng, Vật liệu học cơ sở, NXB KHKT-2002TÀI LIỆU THAM KHẢOLê Công Dưỡng, Vật liệu học cơ sở, NXB KHKT-1997Nguyễn Văn Dán, Công nghệ vật liệu mới, ĐHQG Tp.HCM, 2002La Văn Bình, Khoa học & Công nghệ vật liệu , NXB Bách khoa-Hà nội, 2008William D, Callister Jr. Materials science and Enginering an introduction. John Wiley & Sons, Inc 2003 Tháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng17TIỂU LUẬNĐề 1 : Cấu trúc vật liệu kim loại Đề 2 : Cấu trúc vật liệu vô cơĐề 3 : Cấu trúc vật liệu hữu cơĐề 4 : Cấu trúc vật liệu compositeĐề 5 : Tính chất điện Đề 6 : Tính chất nhiệtĐề 7 : Tính chất từĐề 8 : Tính chất quangTháng 02.2006TS. Hà Văn Hồng18TIỂU LUẬNĐề 9 : Tính chất hoá học của vật liệuĐề 10 : Tính chất cơ học của vật liệuĐề 11 : Sử dụng vật liệu gangĐề 12 : Sử dụng vật liệu thépĐề 13 : Sử dụng nhôm & Hợp kim nhômĐề 14 : Sử dụng đồng & Hợp kim đồngĐề 15 : Sử dụng vật liệu vô cơĐề 16 : Sử dụng vật liệu hữu cơĐề 17 : Sử dụng vật liệu compositeĐề 6 : Tính chất nhiệtĐề 7 : Tính chất tửĐề 8 : Tính chất quang