I. Giới thiệu về vật liệu phi tinh thể và hệ AlTmRe
Luận án tiến sĩ tập trung vào tổng hợp vật liệu phi tinh thể thuộc hệ AlTmRe bằng phương pháp hợp kim hóa cơ học. Vật liệu phi tinh thể bao gồm hai dạng chính: vật liệu vô định hình (VĐH) và giả tinh thể (QC). Hệ AlTmRe được chọn vì tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt trong môi trường khắc nghiệt. Phương pháp hợp kim hóa cơ học được ưa chuộng do chi phí thấp, dễ kiểm soát quá trình và khả năng tạo ra vật liệu mới với kích thước và hình dạng đa dạng.
1.1. Vật liệu vô định hình và giả tinh thể
Vật liệu vô định hình không có cấu trúc tinh thể, dẫn đến độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Giả tinh thể có cấu trúc đối xứng bị cấm trong tinh thể học cổ điển, mang lại các tính chất độc đáo như độ cứng cao và hệ số ma sát thấp. Cả hai loại vật liệu này đều có tiềm năng ứng dụng lớn trong các lĩnh vực công nghiệp và kỹ thuật.
1.2. Hệ AlTmRe và phương pháp hợp kim hóa cơ học
Hệ AlTmRe (Al-Transition Metal/Rare Earth) được nghiên cứu do khả năng tạo ra vật liệu composite với độ bền cao và tỷ trọng thấp. Phương pháp hợp kim hóa cơ học sử dụng quá trình nghiền cơ học để tạo ra vật liệu nano với cấu trúc đồng nhất và tính chất ưu việt.
II. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật tổng hợp
Luận án sử dụng các kỹ thuật hợp kim tiên tiến để tổng hợp vật liệu phi tinh thể. Quá trình nghiên cứu bao gồm việc chuẩn bị nguyên liệu, nghiền cơ học, và phân tích cấu trúc bằng các phương pháp như nhiễu xạ tia X (XRD) và hiển vi điện tử quét (SEM). Các tính chất vật liệu như độ bền, độ cứng, và tính chất từ được đánh giá kỹ lưỡng.
2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu
Quy trình tổng hợp bao gồm việc nghiền hỗn hợp bột kim loại trong máy nghiền hành tinh, sau đó xử lý nhiệt để tạo ra vật liệu vô định hình hoặc giả tinh thể. Các thông số như thời gian nghiền, tốc độ nghiền, và nhiệt độ xử lý được tối ưu hóa để đạt được cấu trúc và tính chất mong muốn.
2.2. Phân tích cấu trúc và tính chất
Các phương pháp phân tích như XRD, SEM, và phân tích nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC) được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Kết quả cho thấy sự hình thành các pha vô định hình và giả tinh thể với độ ổn định nhiệt cao và tính chất cơ học vượt trội.
III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Luận án đã thành công trong việc tổng hợp vật liệu phi tinh thể hệ AlTmRe với các tính chất ưu việt. Các vật liệu mới này có tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp ô tô, hàng không, và y tế. Đặc biệt, vật liệu giả tinh thể có thể được sử dụng làm lớp phủ chống mài mòn hoặc gia cường trong vật liệu composite.
3.1. Tính chất và ứng dụng của vật liệu vô định hình
Vật liệu vô định hình hệ AlTmRe có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn, phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt. Chúng cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử và vật liệu siêu dẫn.
3.2. Tính chất và ứng dụng của giả tinh thể
Giả tinh thể hệ AlTmRe có độ cứng cao và hệ số ma sát thấp, thích hợp cho các ứng dụng như lớp phủ bề mặt và gia cường trong vật liệu composite. Chúng cũng có tiềm năng trong lĩnh vực chuyển đổi năng lượng và tích trữ hydro.
