Cấu trúc và tính chất của vật liệu hóa học

COMFA thưc hiện các thử nghiệm và phân tích tính chất của vật liệu như: Các tính chất cơ học; Cấu trúc kim tương; Thành phần hóa học; Hình thái học bề mặt và vi phân tích thành phần hóa học trên bề mặt vật liệu…

Phần lớn các phép phân tích được thực hiện tại phòng thí nghiệm COMFA, đặc biệt, phép Phân tích thành phần hóa học và Phép phân tích cấu trúc của vật liệu kim loại bằng thuật Replica được thực hiện ở cả hiện trường, không cần cắt mẫu.

Các phép thử nghiệm và phân tích phù hợp với ISO/IEC 17025 và/hoặc tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.

Các dịch vụ liên quan

  • Phân tích hư hỏng chi tiết thiết bị công nghiệp
  • Kiểm tra hư hỏng do dão vật liệu và đánh giá hiện trạng chi tiết/cấu kiện thiết bị
  • Thử nghiệm và đánh giá độ bền ăn mòn của vật liệu Phân tích/Kiểm soát chất lượng nước và chẩn đoán nguyên nhân gây cáu cặn/ăn mòn trong hệ thống nồi hơi và thiết bị trao đổi nhiệt/làm mát

Trọng tâm cuả kiến thức vật liệu xây dựng là sự hiểu biết chung về mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất[đối với vật liệu kết cấu - chủ yếu là tính chất cơ học; đối với vật liệu chuyên dùng - chủ yếu là tính cách nhiệt, cách âm, chống ăn mòn, chống thấm nước, khí...]

  1. Chương I - Cấu trúc và tính chất vật liệu xây dựng
  2. Chương II - Khái niệm về vật liệu composite
  3. Chương III - Đá thiên nhiên
  4. Chương IV - Bêtông
  5. Chương V - Vữa xây dựng

Vật liệu ở đây chỉ dùng để chỉ những vật rắn mà con người sử dụng để chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị, xây dựng công trình và ngay cả để thay thế các bộ phận cơ thể hoặc thể hiện ý đồ nghệ thuật. Như vậy tất cả các chất lỏng, khí cho dù rất quan trọng song cũng không phải là đối tượng nghiên cứu của môn học. Đối tượng nghiên cứu của khoa học vật liệu là nghiên cứu bản chất, cấu trúc vật liệu, mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất của chúng, từ đó đề ra công nghệ chế tạo và việc sử dụng cho thích hợp. Khái niệm về cấu trúc vật liệu bao gồm cấu tạo, liên kết nguyên tử, cấu trúc tinh thể, tổ chức vi mô và vĩ mô. Tính chất của vật liệu bao gồm tính chất cơ học, lý học, hoá học, tính công nghệ và tính sử dụng. Cơ tính là nhóm tính chất được coi là quan trọng nhất đối với phần lớn các vật liệu đang được sử dụng hiện nay trong công nghiệp. Vật liệu học bao gồm các lĩnh vực sau đây:

  • Sản xuất vật liệu: luyện kim, sản xuất vật liệu pôlymer, gốm, thuỷ tinh và chất kết dính.
  • Gia công vật liệu: thí dụ đúc, biến dạng [rèn, dập], hàn, xử lý bề mặt vật liệu.
  • Sử dụng vật liệu: vật liệu cho các lĩnh vực phản ứng hạt nhân, chế tạo máy, kỹ thuật điện, điện tử, xây dựng, y học...
  • Nghiên cứu và phương pháp kiểm tra: thí dụ kiểm tra cơ tính không phá huỷ, tổ chức, kiểm tra thống kê chất lượng, phân tích sự phá huỷ [hỏng].
  • Định tiêu chuẩn và ký hiệu: thí dụ tiêu chuẩn thành phần hoá học, kích thước, tính chất và phương pháp thử.
  • Khoa học vật liệu: khoa học về mối quan hệ giữa cấu tạo tinh thể với tính chất của tất cả các nhóm vật liệu.

1. Phân loại vật liệu

1.1. Vật liệu kim loại: là vật liệu phổ biến nhất. Đặc điểm có liên kết kim loại [dạng liên kết tinh thể], dẫn điện tốt, có ánh kim, có thể biến dạng dẻo ngay cả ở nhiệt độ thấp, phần lớn chịu ăn mòn kém. Chúng có các loại:

Kim loại đen: sắt và hợp kim của sắt, điển hình là gang và thép. Chúng có nhu cầu rất lớn.

Kim loại màu: là các kim loại khác trừ sắt, bao gồm các nhóm sau:

  • Kim loại màu nặng: như Cu, Pb, Ni, Sn... có tỉ trọng 7,1-11,3 g/cm 3.
  • Kim loại màu nhẹ: Al, Mg, Ti có tỷ trọng 1,7-4,5 g/cm 3.
  • Kim loại màu quý: Au, Ag, Mo, W, Sb, As, Bi.
  • Kim loại màu hiếm: Ce, La...

Vật liệu kim loại, trước hết là thép, vẫn giữ vai trò then chốt trong quá trình phát triển công nghiệp. Trong những năm gần đây, công nghệ vật liệu đang đi vào nghiên cứu và sử dụng các loại thép có chất lượng cao như thép hợp kim thấp độ bền cao, thép hợp kim hoá vi lượng, thép nitơ, thép kết cấu siêu bền... Bên cạnh đó, vai trò của nhôm trong kỹ thuật cũng ngày càng tăng, dần dần chiếm ưu thế trong xây dựng nhà cửa, phương tiện giao thông, dụng cụ điện tử, đo lường... Hợp kim nhôm nhờ có độ bền riêng cao, chống ăn mòn tốt đã trở thành loại vật liệu rất thích hợp trong công nghiệp ôtô, máy bay, tàu thuỷ. Do những tính chất ưu việt của hợp kim nhôm mà các phương tiện giao thông có khả năng tăng hệ số tải trọng có ích, tăng tốc độ, giảm tiêu hao nhiên liệu, đem lại hiệu quả kinh tế to lớn.

1.1. Vật liệu vô cơ ceramic

Nhờ những thành tựu mới trong khoa học và công nghệ mà vật liệu gốm sử dụng trong công nghiệp không chỉ sử dụng trong nhóm vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt gọt... mà đã phát triển sang vật liệu gốm kết cấu. Các loại động cơ máy nổ chế

Công nghệ vật liệu bao gồm những biện pháp, giải pháp và công nghệ để chế tạo ra vật liệu hoặc các chi tiết cụ thể trên cơ sở những kết quả nghiên cứu của khoa học vật liệu. Công nghệ vật liệu bao gồm hai lĩnh vực:

  • Lựa chọn vật liệu
  • Gia công vật liệu

1.2. Lựa chọn vật liệu

Chất lượng và độ bền của sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu được sử dụng. Các tính chất của vật liệu được chọn phải đáp ứng được các điều kiện làm việc của sản phẩm. Các tiêu chí dùng để đánh giá và lựa chọn vật liệu là:

  • Cơ tính: cần xác định chế độ làm việc và khả năng chịu tải của sản phẩm như cường độ và hướng tác dụng của lực, độ bền cực đại mà chi tiết phải chịu, tính chịu mài mòn, khả năng chịu ăn mòn...
  • Điều kiện làm việc: nhiệt độ và môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của chi tiết.
  • Khả năng chế tạo và lắp ráp chi tiết: đây là hướng lựa chọn công nghệ chế tạo. Một chi tiết có thể được chế tạo bằng nhiều công nghệ khác nhau. Mỗi công nghệ đều có ưu và nhược điểm.
  • Hiệu quả kinh tế: tổng hợp các yếu tố nêu trên để quyết định sử dụng loại vật liệu nào và công nghệ chế tạo cho phù hợp. Cũng không nên sử dụng loại vật liệu có tính chất quá cao so với nhu cầu, gây lãng phí, tốn kém. Vật liệu có thể tái sinh, sử dụng nhiều lần hoặc chế tạo chi tiết từ sản phẩm tái sinh đều làm giảm giá thành chi tiết.
  • Bảo vệ môi trường và an toàn lao động: vật liệu được sử dụng không được thải chất độc ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, quá trình sử dụng và vận hành công nghệ chế tạo phải đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

1.2. Phương pháp gia công

Một chi tiết hay sản phẩm có thể dùng nhiều phương pháp để gia công chế tạo.

1. Vật liệu học

Nghiên cứu quan hệ tổ chức – tính chất hay sự phụ thuộc của tính chất của vật liệu vào cấu trúc của nó.

1.3. Tổ chức [hay cấu trúc]

Là sự sắp xếp của các thành phần bên trong. Khái niệm về tổ chức của vật liệu bao gồm cả tổ chức vĩ mô và vi mô.

Tổ chức vĩ mô còn gọi là tổ chức thô [macrostructure] là hình thái sắp xếp của các phần tử lớn với kích thước quan sát được bằng mắt thường [đến giới hạn khoảng 0,3 mm] hay bằng kính lúp [0,01 mm].

Tổ chức vi mô là hình thái sắp xếp của các phần tử nhỏ, không quan sát được bằng mắt thường hay kính lúp. Nó bao gồm:

  • Tổ chức tế vi [microstructure] là hình thái sắp xếp của các nhóm nguyên tử hay phân tử với kích thước cỡ micromet hay ở cỡ các hạt tinh thể với sự giúp đỡ của kính hiển vi quang học hay kính hiển vi điện tử. Thường gặp hơn cả là tổ chức tế vi quang học cho phép phân ly được tới giới hạn cỡ 0,15 micromet [m]. Trong nghiên cứu cũng thường dùng tổ chức tế vi điện tử cho phép phân ly được tới giới hạn nhỏ hơn, cỡ chục nanomet [nm].

Cơ tính của vật liệu phụ thuộc rất nhiều vào tổ chức, tức không những vào thành phần hoá học mà cả vào các nhóm nguyên tử, phân tử kể trên mà ta gọi là pha theo số lượng, hình dạng, kích thước và sự phân bố của chúng. Trong thực tế người ta thường xuyên sử dụng phương pháp phân tích tổ chức tế vi quang học mà trong các tài liệu kỹ thuật chỉ được gọi đơn giản là tổ chức tế vi.

  • Cấu tạo tinh thể là hình thái sắp xếp và tương tác giữa các nguyên tử trong không gian, các dạng khuyết tật của mạng tinh thể. Để làm được việc này phải sử dụng tới phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cũng như một số kỹ thuật khác, điều này chỉ thực sự cần thiết khi nghiên cứu các vật liệu mới.

1.3. Tính chất

Bao gồm các tính chất cơ học [cơ tính], vật lý [lý tính], hoá học [hoá tính], công nghệ và sử dụng.

Đối với vật liệu kết cấu, đặc biệt là vật liệu cơ khí, cơ tính có ý nghĩa quan trọng hàng đầu. Vì thế mối quan hệ tổ chức – cơ tính được khảo sát khá kỹ càng và sẽ là tiền đề cho việc xác định thành phần hoá học của vật liệu cũng như chế độ gia công thích hợp. Ngoài cơ tính ra, các vật liệu cơ khí cũng được quan tâm dưới khía cạnh ổn định hoá học trong khí quyển hay trong một số môi trường ăn mòn [axit, badơ, muối,...]. Thoả mãn cơ – lý – hoá tính đề ra nhưng chưa đủ để có thể chuyển hoá vật liệu thành sản phẩm phục vụ mục đích đề ra, mà còn phải tính đến khả năng gia công, chế biến thành các hình dạng nhất định được gọi tổng quát là tính công nghệ. Nếu không có tính công nghệ thì dù vật liệu có ưu việt đến đâu cũng khó đưa vào sử dụng. Ví dụ: người ta đã tìm được một số chất siêu dẫn nhưng đều bị hạn chế bởi tính dòn quá cao không thể kéo thành dây dẫn được. Cuối cùng, tính sử dụng là tổng hợp của các chỉ tiêu: tuổi thọ, độ tin cậy [khả năng không gây ra sự cố] và giá thành cũng quyết định khả năng áp dụng của vật liệu cho mục đích đã chọn.

Vật liệu dùng trong ngành cơ khí là gì?

Vật liệu cơ khí là các vật chất mà con người sử dụng trong sản xuất cơ khí để tạo dựng nên sản phẩm cho cuộc sống như: máy móc, thiết bị, xây dựng công trình, nhà cửa…

Tính chất hóa học bao gồm những gì?

- Một số tính chất hóa học của chất: Khả năng cháy, khả năng bị phân hủy, khả năng tác dụng được với chất khác [như nước, acid, oxyen…] - Ví dụ: Tính chất hóa học của đá vôi: + Đá vôi rắn chắc, khi nung tạo ra chất mới là vôi sống, xốp và mềm hơn.

Thế nào là tính chất vật lý và tính chất hóa học?

Tính chất vật lí: Tính chất này thể hiện ở trạng thái, màu sắc, mùi vị, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đông đặc, khối lượng riêng,… Tính chất hóa học: Tính chất hóa học là tính chất trong đó có sự biến đổi từ chất này thành chất khác.

Tính chất hóa học của chất là gì lớp 6?

Tính chất hóa học hay đặc tính hóa học, thuộc tính hóa học là bất kỳ đặc tính nào của vật liệu trở nên rõ ràng trong hoặc sau một phản ứng hóa học; nghĩa là, bất kỳ thuộc tính nào chỉ có thể được xác lập bằng cách thay đổi nhận dạng hóa học của một chất.

Chủ Đề