Bài viết tập trung chia sẻ công thức tính mật độ nguyên tử của mạng lập phương tâm diện

Mật độ nguyên tử dùng để đánh giá mức độ xếp chặt các chất điểm trong mạng tinh thể.

Do vậy nó quyết định cơ chế biến dạng dẻo và khả năng hòa tan xen kẽ của các nguyên tử khác vào mạng tinh thể đó.

Mạng lập phương tâm diện

Hay còn được gọi là mạng lập phương tâm mặt (A1, K12): là cấu trúc lập phương với các nguyên tử nằm ở các đỉnh hình lập phương (8 nguyên tử) và 6 nguyên tử khác nằm ở tâm của các mặt của hình lập phương. Cấu trúc này chứa 4 nguyên tử trong một ô nguyên tố. Trong tinh thể học, cấu trúc lập phương tâm mặt được ký hiệu là fcc (Face-centered cubic).

lập phương tâm diện Face centered cubic

Các chất điển hình có cấu trúc fcc là Al, Cu, Fe(g), Ni, Mn, Au …

Tính toán mật độ nguyên tử

Xét ô cơ bản của mạng là một khối lập phương, các nguyên tử bố trí ở 8 đỉnh và tâm của 6 mặt bên. Số sắp xếp K: số các nguyên tử gần nhất quanh một nguyên tử  K = 12. Mạng lập phương tâm mặt và mặt xếp sít của nguyên tử được trình bày như hình dưới.

lập phương tâm diện Face-centered cubic (2)
lập phương tâm diện Face-centered cubic

Thông số mạng: a

Cách sắp xếp của nguyên tử: các nguyên tử được xếp xít nhau theo đường chéo mặt bên của khối.

Bán kính nguyên tử: r nt

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Mật độ mặt:

Dùng để đánh giá mức độ liên kết của nguyên tử trong mặt đang xét, mật độ mặt càng lớn thì mặt càng bền vững.

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Trong đó:

nS: Số nguyên tử thuộc mặt

lập phương tâm diện Face-centered cubic

S1nt: Diện tích tiết diện (mặt cắt) của nguyên tử thuộc mặt

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Smat: Diện tích của mặt tính mật độ mặt

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Thay vào biểu thức trên ta có:

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Mật độ khối:

Tính toán mật độ khối nhằm mục đích phân tích mức độ điền đầy vật chất của kiểu mạng, do đó có thể cho biết sơ bộ đánh giá khối lượng riêng của vật liệu có kiểu mạng đó.

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Trong đó:

Số nguyên tử trong một ô cơ bản

lập phương tâm diện Face-centered cubic

V1nt: Thể tích của một nguyên tử

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Vocoban: Thể tích của một ô cơ bản

Vocoban = a3

Thay vào biểu thức trên ta có:

lập phương tâm diện Face-centered cubic

Như vậy, cấu trúc lập phương tâm mặt có hệ số xếp chặt là 74%.

Mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật vật liệu mời các bạn vui lòng bình luận bên dưới hoặc liên hệ chuyên trang kythuatvatlieu.com. Chúng tôi sẽ cùng đồng hành cùng các bạn!

Liên hệ: Hotline (zalo): 0961628296, Email: [email protected], Facebook Fanpage: Kỹ thuật vật liệu