Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Vật liệu kĩ thuật – Đề 5

Độ dẫn điện là tính chất vật lý, liên quan đến khả năng dẫn điện của vật liệu, không thuộc tính chất cơ học. Các lựa chọn còn lại (độ bền kéo, độ cứng, độ dẻo) đều là tính chất cơ học, mô tả khả năng vật liệu chịu tải và biến dạng dưới tác dụng của lực.

Austenitic stainless steel (thép không gỉ Austenitic) duy trì độ dẻo dai và độ bền va đập tốt ngay cả ở nhiệt độ rất thấp, do cấu trúc Austenitic của nó. Thép cacbon và thép hợp kim thấp có thể trở nên giòn hơn ở nhiệt độ thấp. Gang xám vốn đã giòn và độ bền va đập thấp.

Silicon là vật liệu bán dẫn phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện điện tử như transistor, vi mạch. Đồng, nhôm và thép là vật liệu dẫn điện tốt hoặc vật liệu kim loại kết cấu, không phải bán dẫn.

Ăn mòn giữa các hạt (intergranular corrosion) là loại ăn mòn xảy ra ưu tiên dọc theo đường biên hạt của kim loại, do sự khác biệt về thành phần hóa học hoặc cấu trúc tại vùng biên hạt so với bên trong hạt. Ăn mòn đều xảy ra trên toàn bề mặt, ăn mòn rỗ tạo thành các lỗ nhỏ, ăn mòn galvanic do sự khác biệt điện thế giữa các kim loại.

Creep (trườn) là hiện tượng biến dạng dẻo chậm và liên tục theo thời gian của vật liệu khi chịu tải trọng tĩnh (hoặc ứng suất không đổi) trong thời gian dài, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Nó khác với phá hủy giòn, mỏi và ăn mòn.

Vật liệu composite được tạo thành từ hai hay nhiều pha vật liệu khác nhau (pha nền và pha cốt), do đó chúng không đồng nhất về thành phần. Các đặc điểm còn lại (độ bền riêng, độ cứng riêng cao, khả năng thiết kế linh hoạt) là ưu điểm của vật liệu composite.

Graphite (graphit) là một dạng thù hình của carbon, có cấu trúc lớp dễ trượt lên nhau, tạo ra tính chất bôi trơn khô tốt, đặc biệt ở nhiệt độ cao hoặc trong môi trường chân không nơi dầu mỡ bôi trơn thông thường không hiệu quả. Dầu khoáng và mỡ bôi trơn là chất bôi trơn lỏng và bán lỏng. Nước không phải chất bôi trơn hiệu quả trong nhiều trường hợp.

Thép cacbon cao có hàm lượng carbon cao nhất (thường từ 0.6% đến 1.7%), làm tăng độ cứng và độ bền nhưng giảm độ dẻo và khả năng hàn. Thép cacbon thấp và trung bình có hàm lượng carbon thấp hơn. Thép hợp kim thấp là thép có thêm các nguyên tố hợp kim khác ngoài carbon.

Ăn mòn điện hóa xảy ra khi có hai kim loại khác nhau (điện cực) tiếp xúc với nhau trong môi trường điện ly (như nước muối, axit loãng), tạo thành pin điện hóa và gây ăn mòn kim loại có điện thế thấp hơn (anot).

Polyme nhiệt rắn trải qua quá trình đóng rắn không thuận nghịch, tạo liên kết ngang mạnh mẽ, khiến chúng không thể nóng chảy và tái định hình sau khi đã đóng rắn. Polyme nhiệt dẻo có thể nóng chảy và tái định hình nhiều lần.

Khuôn đúc kim loại truyền thống thường được làm từ cát khuôn (hỗn hợp cát, chất kết dính, chất phụ gia) vì khả năng chịu nhiệt cao, dễ tạo hình và giá thành rẻ. Các vật liệu khác có thể được sử dụng cho các phương pháp đúc đặc biệt hoặc khuôn mẫu.

Ceramic (gốm kỹ thuật) thường có độ cứng rất cao và khả năng chịu mài mòn vượt trội so với kim loại (nhôm, đồng) và polyme (polyetylen). Do đó, chúng được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu chịu mài mòn cao như dụng cụ cắt gọt, lớp phủ bảo vệ.

Nitriding (thấm nitơ) là quá trình nhiệt hóa học khuếch tán nitơ vào bề mặt thép ở nhiệt độ thấp, tạo thành lớp bề mặt nitride cứng và chống mài mòn. Mạ điện và phủ sơn tạo lớp phủ bằng cách lắng đọng vật liệu khác lên bề mặt. Anod hóa tạo lớp oxit trên bề mặt nhôm.

Liên kết kim loại tạo ra cấu trúc mạng tinh thể linh hoạt, cho phép các lớp nguyên tử trượt lên nhau khi chịu lực mà không phá vỡ liên kết, dẫn đến tính dẻo của kim loại. Các loại liên kết khác tạo ra vật liệu có tính chất khác biệt (ion - giòn, cộng hóa trị - cứng và giòn hoặc dẻo tùy cấu trúc, Van der Waals - yếu).

Bông thủy tinh (glass wool) là vật liệu cách nhiệt phổ biến do có cấu trúc xốp, chứa nhiều không khí, và khả năng dẫn nhiệt kém. Nhôm, thép, đồng là các kim loại dẫn nhiệt tốt, không phải vật liệu cách nhiệt.

Tôi bề mặt (ví dụ: tôi cao tần, thấm carbon) tạo ra lớp bề mặt cứng do chuyển pha hoặc tạo thành hợp chất cứng trên bề mặt, trong khi lõi bên trong vẫn giữ được độ dẻo dai ban đầu. Ủ và thường hóa làm giảm độ cứng. Ram là quá trình làm giảm ứng suất và tăng độ dẻo sau khi tôi.

Quá trình 'ramming' (đầm nén) là một phương pháp tạo hình phổ biến trong sản xuất gốm sứ, đặc biệt là gốm chịu lửa, bằng cách nén chặt vật liệu gốm vào khuôn. Các vật liệu khác như polyme, kim loại, composite thường sử dụng các phương pháp tạo hình khác nhau (đúc, ép, gia công cơ khí...).

Đồng là kim loại có độ dẫn nhiệt rất cao, cao hơn nhiều so với gỗ, nhựa và gốm. Do đó, đồng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng truyền nhiệt như bộ trao đổi nhiệt, tản nhiệt.

Thử nghiệm Brinell, Rockwell, Vickers là các phương pháp thử nghiệm độ cứng phổ biến. Thử nghiệm kéo xác định độ bền kéo, thử nghiệm uốn xác định độ bền uốn, thử nghiệm va đập xác định độ dai va đập.

Sợi carbon là vật liệu dẫn điện, nhưng vật liệu composite sợi carbon thường không được sử dụng làm dây điện cao thế vì độ dẫn điện của chúng không bằng kim loại và chi phí cao hơn. Các ứng dụng khác (khung máy bay, vỏ ô tô thể thao, thiết bị thể thao) tận dụng ưu điểm độ bền riêng và độ cứng riêng cao của composite sợi carbon.

Thủy tinh (đặc biệt là thủy tinh borosilicate - Pyrex) có hệ số giãn nở nhiệt rất nhỏ so với nhôm, thép và cao su. Điều này làm cho thủy tinh chịu nhiệt tốt và ít bị nứt vỡ khi thay đổi nhiệt độ đột ngột.

Hàn MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) sử dụng điện cực dây hàn liên tục nóng chảy để vừa tạo hồ quang hàn vừa bổ sung kim loại điền đầy mối hàn. Hàn TIG dùng điện cực tungsten không nóng chảy, hàn điểm là hàn điện trở, hàn laser dùng năng lượng laser.

Thiêu kết (sintering) là quá trình nung kết các hạt vật liệu bột (thường là kim loại hoặc ceramic) ở nhiệt độ dưới nhiệt độ nóng chảy của chúng, làm cho các hạt liên kết lại với nhau tạo thành khối vật liệu đặc chắc. Nó đặc biệt quan trọng trong công nghệ luyện kim bột và sản xuất ceramic.

Tiện là phương pháp gia công cắt gọt, loại bỏ vật liệu để tạo hình sản phẩm. Cán, kéo, ép là các phương pháp gia công biến dạng, sử dụng lực để thay đổi hình dạng vật liệu mà không loại bỏ vật liệu.

Độ bền chảy là tính chất cơ học, mô tả ứng suất mà vật liệu bắt đầu biến dạng dẻo. Điện trở suất, hằng số điện môi và độ dẫn điện là các tính chất điện, mô tả khả năng dẫn điện, lưu trữ điện tích và cách điện của vật liệu.

Nhiệt độ nóng chảy là một tính chất vật lý đặc trưng cho vật liệu, ít liên quan trực tiếp đến độ bền mỏi. Độ bền mỏi phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố liên quan đến chu kỳ tải (tải trọng ứng suất, tần số tải) và môi trường (môi trường ăn mòn) tác động lên vật liệu.

PZT (Chì zirconat titanat) là một loại vật liệu ceramic ferroelectric nổi tiếng với tính chất áp điện mạnh mẽ, có nghĩa là nó tạo ra điện áp khi bị biến dạng cơ học và ngược lại, biến dạng cơ học khi có điện áp tác dụng. Đồng, thủy tinh, và nhựa PVC không có tính chất áp điện đáng kể.

Teflon (PTFE - Polytetrafluoroetylen) là một loại polyme fluorocarbon có khả năng kháng hóa chất cực kỳ tốt, trơ với hầu hết các loại hóa chất, kể cả axit và bazơ mạnh. Thép cacbon, nhôm, đồng có khả năng kháng hóa chất kém hơn, đặc biệt với một số loại hóa chất cụ thể.

Nhôm oxit (Alumina - Al₂O₃) là vật liệu ceramic trơ về mặt hóa học, có diện tích bề mặt lớn khi ở dạng bột hoặc xốp, và thường được sử dụng làm chất mang xúc tác hoặc chất xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học. Các vật liệu khác không phải là chất xúc tác phổ biến.

Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT) sử dụng sóng siêu âm để phát hiện các khuyết tật bên trong vật liệu mà không làm hỏng vật liệu. Các phương pháp khác có cơ chế khác nhau: kiểm tra thẩm thấu chất lỏng phát hiện khuyết tật bề mặt, kiểm tra bằng mắt thường chỉ quan sát bề mặt, kiểm tra hạt từ dùng từ trường và bột từ để phát hiện khuyết tật bề mặt và gần bề mặt trên vật liệu từ tính.