Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2017

Σχετικά έγγραφα
Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Σεπτέμβριος 2016

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2018

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2016

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2016

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2017

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2016

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2017

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2016

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2017

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( )

«Επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2018

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙI»-Σεπτέμβριος 2016

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Διαγράμματα Φάσεων Callister Κεφάλαιο 11, Ashby Οδηγός μάθησης Ενότητα 2

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΧΑΛΥΒΩΝ

Το πλεονέκτημα του κράματος ως προς το καθαρό μέταλλο είναι ότι το πρώτο έχει βελτιωμένες ιδιότητες, σε κάθε επιθυμητή κατεύθυνση.

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΧΑΛΥΒΩΝ

Η Δομή των Μετάλλων. Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής

TΟ ΙΑΓΡΑΜΜΑ Fe-C ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. ΕΙ Η ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Fe-C

ΚΡΑΜΑΤΑ ΣΙΔΗΡΟΥ. Ανθρακούχοι χάλυβες :π(c)<1,8%+mn<1%+ Χαλυβοκράματα: Mn, Ni, Cr+άλλα κραματικά στοιχεία. Χυτοσίδηροι : π(c)< 2-4,5%

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ακτίνων-Χ, Οπτικού Χαρακτηρισμού και Θερμικής Ανάλυσης

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 8: Μετασχηματισμοί φάσεων στους χάλυβες. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 1. Περίληψη. Θεωρητική εισαγωγή. Πειραματικό μέρος

Θεµατικό Περιεχόµενο Μαθήµατος

Φάσεις και δομές στα σιδηρούχα κράματα. Το Διάγραμμα ισορροπίας των φάσεων Fe - C

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο.

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1-ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΧΑΛΥΒΩΝ ΚΑΙ ΧΥΤΟΣΙΔΗΡΩΝ 2017

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΧΑΛΥΒΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 5: ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΚΡΑΜΑΤΑ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 2: Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΩΝΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ Σελίδα 1

Διαγράμματα φάσεων-phase Diagrams

1 IΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ

ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

Φερριτικές μικροδομές στους υποευτηκτοειδείς χάλυβες. Ρόλος της ταχύτητας ψύξης στην ανάπτυξη της μορφολογίας τους

Μαθηματικά Γενικής Παιδείας Κεφάλαιο 1ο Ανάλυση ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΣΕΩΝ

ΜΑΝΩΛΗ ΡΙΤΣΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Τράπεζα θεμάτων. Β Θέμα ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΕΡΙΩΝ

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Φασματοφωτομετρία

ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

1. ** Σε ορθό τριγωνικό πρίσµα µε βάση ορθογώνιο τρίγωνο ΑΒΓ (A = 90 ) και πλευρές ΑΓ = 3 cm, ΒΓ = 5 cm, η παράπλευρη ακµή του είναι 7 cm.

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 2: ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Ασκήσεις ακαδ. έτους

1. Να συγκρίνετε την ανόπτηση με την εξομάλυνση και να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤO 1o ΚΕΦΑΛΑΙΟ ( ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ) ΜΕ ΛΥΣΕΙΣ

lim lim lim f (x) δ) lim lim lim lim 1- x 1- lim lim lim lim lim Ερωτήσεις ανάπτυξης

1) Η εξάρτηση του δείκτη διάθλασης n από το μήκος κύματος για το κρύσταλλο του ιωδιούχου ρουβιδίου (RbI) παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα.

Α. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ. και η συνάρτηση f είναι παραγωγίσιμη στο x. την παράγωγο f' ( x. 0 ) (ή και στιγμιαίο ρυθμό μεταβολής).

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Φυσική για Μηχανικούς

Ομογενή Χημικά Συστήματα

, όπου Α, Γ, l είναι σταθερές με l > 2.

Enrico Fermi, Thermodynamics, 1937

1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. 19. Βλέπε θεωρία σελ. 9 και 10.

Εργαστηριακή Άσκηση Β3: Πειράματα περίθλασης από κρύσταλλο λυσοζύμης

Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας A Οµάδας. 1.i) 1.ii) 1.iii) 1.iv) Ποιο είναι το πεδίο ορισµού της συνάρτησης f(x) = ln(1.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

Ακαδημαϊκό έτος ΜΕΡΟΣ Α : ΘΕΩΡΙΑ/ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Τελική Εξέταση ΦΥΕ22 ΒΑΡΥΤΗΤΑ: 30%

2 η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΕΩΣ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗ ΟΥΣΙΑΣ ΑΠΟ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

Υπολογισμός Παροχής Μάζας σε Αγωγό Τετραγωνικής Διατομής

ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ (DISLOCATIONS )

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) H 298

Ιωάννης Πούλιος, Καθηγητής Εργ. Φυσικοχημείας Α.Π.Θ. Τηλ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ - Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Υπολογισμός Κυματικής Δύναμης σε σύστημα πασσάλων Θαλάσσιας Εξέδρας

R T ενώ σε ολοκληρωµένη, αν θεωρήσουµε ότι οι ενθαλπίες αλλαγής φάσεως είναι σταθερές στο διάστηµα θερµοκρασιών που εξετάζουµε, είναι

Ασκήσεις 2 ου Κεφαλαίου, Νόμος του Gauss

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Ο ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ 11.3 ΕΓΓΡΑΦΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΩΝΩΝ ΣΕ ΚΥΚΛΟ ΚΑΙ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥΣ

ΑΛΓΕΒΡΑ B ΛΥΚΕΙΟΥ. Γενικής Παιδείας ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

Φυσικοί μετασχηματισμοί καθαρών ουσιών

Transcript:

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Το (δισθενές) Σεληνιούχο Κάδμιο (CdSe, Cadmium (ΙΙ) Selenide) κρυσταλλώνεται στο εξαγωνικό σύστημα, όπου τα ανιόντα του Σεληνίου είναι σε ΗCP διάταξη και τα κατιόντα του Καδμίου (Cd + ) καταλαμβάνουν τετραεδρικές θέσεις παρεμβολής. Η βασική μοναδιαία κυψελίδα δίνεται στη διπλανή Εικόνα. (Καθ. Β.Ζασπάλης) Θέμα 1 ο (75 μονάδες) Ι) Κατά την εξέταση του υλικού με περίθλαση ακτίνων x (με πηγή ακτινοβολίας μήκους κύματος 0.154 nm) διαπιστώθηκε πως τα επίπεδα (300) και (006) δίνουν κορυφές περίθλασης σε γωνίες θ=76.735 ο και θ=8.496 ο αντίστοιχα. Να υπολογιστεί η θεωρητική πυκνότητα του Σεληνιούχου Καδμίου. (0 μονάδες) Μέσω του νόμου του Bragg μπορούν να υπολογισθούν οι αποστάσεις δύο διαδοχικών επιπέδων (300) και (006): d (300) = λ sin (θ) = 0.154 nm sin ( 76.735o ) 0.14 nm λ d (006) = sin (θ) = 0.154 nm 0.117 nm sin ( 8.496o ) Aπό τη σχέση που συνδέει τους δείκτες Miller με τις σταθερές κυψελίδας για το εξαγωνικό σύστημα έχουμε: 1 = 4 1 3 (3 a) = a a = 1 d (300) a = d (300) 1 d (300) Αντίστοιχα για τα (006) επίπεδα: a = 0.14nm 1 0.49 nm 1 = 6 d (006) c c = 6 d (006) c = 6 d (006) = 6 0.117 = 0.70 nm Για τον προσδιορισμό της πυκνότητας μπορούμε να θεωρήσουμε την εκτεταμένη εξαγωνική κυψελίδα στην οποία ο χημικός τύπος υπεισέρχεται 6 φορές. Το εμβαδόν της βάσης (Ε) κανονικού εξαγώνου θα ισούται με το εξαπλάσιο του εμβαδού ισοπλεύρου τριγώνου πλευράς α και ύψους α 3 Ε = 6 1 α 3 α = 3α 3

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 Ο όγκος της εκτεταμένης κυψελίδας θα είναι: V cell = E c = 3α c 3 H πυκνότητα υπολογίζεται από τη σχέση: = 3 0.49 0.70 3 = 0.336 nm 3 = 0.336 10 1 cm 3 ρ CdSe = 6 (A Cd + A Se ) 6 (11. 41 + 78. 96) g = N AV V cell 6. 03 10 3 0. 336 10 1 = 5. 67 cm 3 Εννοείται πως στο ίδιο αποτέλεσμα καταλήγει κανείς χρησιμοποιώντας και την βασική μοναδιαία κυψελίδα (της Εικόνας) στην οποία ο χημικός τύπος υπεισέρχεται φορές και ο όγκος της ισούται με το 1/3 της εκτεταμένης (εμβαδόν δύο ισοπλεύρων τριγώνων πλευράς α, επί το ύψος c)

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 II) Να υποδείξετε δείκτες Μiller (hkl) επιπέδων της δομής του CdSe, οι επίπεδες ατομικές διατάξεις των οποίων (σε παράσταση διευρυμένων διατομικών αποστάσεων) έχουν τη μορφή των διατάξεων των διπλανών εικόνων Α και Β. (10 μονάδες) Εικόνα Α Εικόνα Β Απάντηση Aπό την παραπάνω εικόνα είναι σαφές πως το επίπεδο της εικόνας Α είναι το (100). Λόγω της συμμετρίας που παρουσιάζεται θα μπορούσε να είναι και το (010) ή το (001), τα οποία επίσης θεωρούνται σωστές απαντήσεις. Από την παραπάνω εικόνα προκύπτει πως το επίπεδο της εικόνας Β είναι το (001).

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 III) Να προσδιοριστεί η γραμμική πυκνότητα κατά μήκος της κατεύθυνσης [1 10] σε αριθμό ατόμων ανά μέτρο μήκους. (10 μονάδες) Aπάντηση: H απάντηση δίνεται σχηματικά στην παραπάνω εικόνα. Θέτοντας α=0.49 nm (ερώτημα Ι) υπολογίζεται πως: LD [1 10] = 1 0.49 10 9 3 at. m 1.35 109 at. m

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 ΙV) Στο CdSe αναπτύσσονται ατέλειες Frenkel ανιοντικού υποπλέγματος με μετάβαση στις οκταεδρικές θέσεις παρεμβολής, οι οποίες θεωρούνται και η μοναδική πηγή σημειακών ατελειών. Με κάποια τεχνική διαπιστώνουμε πως στους 1000 Κ κατά μέσο όρο ανά 500 βασικές κυψελίδες υπάρχουν 55 ανιόντα Σεληνίου (Se - ) σε ενδιάμεσες οκταεδρικές θέσεις. Να προσδιοριστεί η ενθαλπία δημιουργίας μιας ατέλειας Frenkel (αγνοείστε τυχόν επίδραση του όρου της εντροπίας). (10 μονάδες) Η εξίσωση δημιουργίας μιας ατέλειας Frenkel στο ανιοντικό υποπλέγμα είναι: Από τη σχέση ισορροπίας έχουμε: Se K FA (T) Se + V I V se + Se I Κ FA (T) = [V se ] [Se I ] [Se Se ] [V I ] Eάν οι εκφράσεις μέσα στις αγκύλες εκφράζουν κλάσματα θέσεις και θεωρώντας πως οι ατέλειες Frenkel κατά πολύ λιγότερες από τα άτομα του κρυστάλλου τότε: [Se Se ] = Ν Se S e 1 [V N I ] = N V I 1 Se N I Kαι η παραπάνω σχέση γίνεται: Κ FA (T) = [V Se ] [Se I ] = N V Se N Se I N SeSe N I Aπό τη σχέση δημιουργίας ατελειών έχουμε N VSe = N SeI και από τον μηχανισμό και την κρυσταλλική δομή (π.χ. μια οκταεδρική θέση ανά άτομο) έχουμε: N Sese = N I και η προγούμενη σχέση γίνεται: Ν SeI N I = K AF(T) e ΔΗ ΑF kt N Se I = [Se N I ] = e ΔΗ ΑF kt I (Η διαφορά με τα παραδείγματα του συγγράμματος είναι πως δεν εμφανίζεται ο παράγοντας εφόσον ο αριθμός των οκταεδρικών θέσεων είναι ίσος με τον αριθμό των ανιόντων της διάταξης) Σε 500 βασικές κυψελίδες (δηλαδή 1000 άτομα Σεληνίου σε HCP διάταξη) έχουμε 1000 οκταεδρικές θέσεις παρεμβολής οπότε: [Se I ] = N Se I N I = 55 1000 = 0.055 Αντικαθιστώντας στην προηγούμενη σχέση έχουμε: [Se I ] = e ΔΗ ΑF kt ln([se I ]) = ΔΗ ΑF kt ΔΗ ΑF = ln([se I ])kt ΔΗ ΑF = ln(0.055) 8.6 10 5 ev 1000K 0.5 ev K

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 V) Στο CdSe προστίθεται Σεληνιούχο Θάλλιο (Tl Se) το οποίο σχηματίζει στερεό διάλυμα αντικατάστασης με μηχανισμό κατά τον οποίο η ατέλεια που δημιουργείται αντισταθμίζεται με ανιοντικές κενές θέσεις. Να γραφεί η εξίσωση ενσωμάτωσης και εάν ανά άτομο Kαδμίου κλάσμα δ αντικατασταθεί με άτομα Θαλλίου να γραφεί ο χημικός τύπος του στερεού διαλύματος που προκύπτει. (10 μονάδες) Aπάντηση: Η εξίσωση ενσωμάτωσης της πρόσμιξης είναι: Τl Se Ti CdSe Cd + Se Se + V Se Eάν ανά άτομο Καδμίου μέρος δ αντικατασταθεί από Θάλλιο θα έχουμε στο κατιοντικό υποπλέγμα 1-δ άτομα Καδμίου και δ άτομα Θαλλίου. Σύμφωνα όμως με την εξίσωση ενσωμάτωσης ανά άτομα Θαλλίου που εισέρχονται δημιουργείται μια κενή θέση Σεληνίου (για δ άτομα Θαλλίου αυτές θα είναι δ/). Άρα ο χημικός τύπος του στερεού διαλύματος θα είναι: η με κάπως μεγαλύτερη λεπτομέρεια: (Cd 1 δ Τl δ )Se 1 δ (Cd Cd,1 δ Tl Cd,δ )Se δ Se,1 V δ Se,

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 VI) Κόνη από συμπαγή σωματίδια Σεληνιούχου Καδμίου εισάγεται σε μήτρα συμπίεσης σχήματος δακτυλίου (Εικόνα Α) και στη συνέχεια συμπιέζεται (Εικόνα Β) και εξωλκύεται (Εικόνα Γ). Εάν το πορώδες της ασυμπίεστης κόνης στη μήτρα είναι 70% (Εικόνα Α) να υπολογιστεί η σχετική πυκνότητα και το πορώδες του δείγματος μετά τη συμπίεση (Εικόνα Γ). (15 μονάδες) (Σημείωση: Στις εικόνες για λόγους κατανόησης εμφανίζεται μισός δακτύλιος. Οι υπολογισμοί να γίνουν με πλήρη δακτύλιο) Aπάντηση: Ο όγκος της μήτρας κατά την πλήρωση είναι: V T = π(r 1 R ) L = π(7 5 ) 0 = 1507.9 mm 3 1.51 cm 3 O όγκος της στερεάς κόνης θα είναι: V s = V T (1 ε) = 1.51 0.3 = 0.453 cm 3 H μάζα της κόνης που εισέρχεται στη μήτρα θα είναι: Μ s = V s ρ s = 0.453 cm 3 g 5.67 cm 3 =.57 g Εφόσον κατά τη συμπίεση η μάζα της κόνης διατηρείται και μετά τη συμπίεση ο όγκος μειώνεται κατά 50% και γίνεται 1.51/=0.755 cm 3, η ολική πυκνότητα του συμπιεσμένου δοκιμίου θα είναι: ρ Τ =.57 g 0.755 cm 3 = 3.4 g cm 3 H σχετική πυκνότητα θα είναι: ρ σχ = ρ Τ ρ s = 3.4 5.67 0.6 και το πορώδες: ρ σχ = 1 ε ε = 0.4 ή 40% Άλλος τρόπος (χωρίς υπολογισμούς): Ο όγκος της κόνης στη μήτρα πριν τη συμπίεση είναι: και η μάζα της: V s = V T (1 ε) Μ s = V s ρ s = V T (1 ε) ρ s Μετά τη συμπίεση ο ολικός όγκος γίνεται V T = V T και η ολική πυκνότητα: ρ Τ = Μ s V = Μ s V T T οπότε η σχετική πυκνότητα θα είναι: ρ σχ = ρ Τ = V T (1 ε) ρ s V T = (1 ε) ρ s ρ s = (1 ε) ρ s ρ s = (1 0.7) = 0.6 από όπου και συνάγεται πως το νέο πορώδες θα είναι 40% (Δηλαδή εκτός από το αρχικό πορώδες η μόνη πληροφορία που χρειάζεται είναι πως ο όγκος μετά τη συμπίεση μειώθηκε κατά 50%)

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 Θέμα ο (5 μονάδες) Στην Εικόνα Α δίνεται το διάγραμμα συνεχούς ψύξης ένα κράματος Σιδήρου-Άνθρακα περιεκτικότητας 0.46 wt.% σε άνθρακα (Κράμα Α). Στην Εικόνα Β δίνεται το διάγραμμα συνεχούς ψύξης κράματος Σιδήρου-Άνθρακα περιεκτικότητας επίσης 0.46 wt.% σε Άνθρακα, το οποίο όμως περιέχει και 6 wt.% Βολφραμίου (W) ως στοιχείο κραμάτωσης (Κράμα Β). Στα διαγράμματα έχουν τοποθετηθεί και διάφορες διεργασίες συνεχούς ψύξης. Ι) Εάν και στα δύο κράματα μετά από πλήρη ωστενιτοποίηση εφαρμόσουμε συνεχή ψύξη με ρυθμό 8.4 ο C/min (κόκκινες γραμμές ψύξης), να προσδιοριστούν και να εκτιμηθεί η περιεκτικότητα των διάφορων μικροσυστατικών του κάθε συστήματος μετά από χρόνο χιλίων (1000) δευτερολέπτων. (10 μονάδες) Το κράμα Α είναι υποευτηκτοειδές. Μετά από 1000s έχει ολοκληρωθεί πλήρως ο σχηματισμός της προευτηκτοειδούς φάσης που είναι ο Φερρίτης και έχει ολοκληρωθεί κατά το ήμισυ ο σχηματισμός του Περλίτη. Από το διάγραμμα φάσης Σιδήρου-Άνθρακα το κλάσμα μάζας του προευτηκτοειδή Φερρίτη υπολογίζεται ως: w p,a = 0.76 0.46 0.76 0.0 0.41 ή 41% Συνεπώς μετά από 1000s θα έχουμε 41% (προευτηκτοειδή) Φερρίτη, (100-41)/=9.5% Περλίτη καθώς και 9.5% Ωστενίτη ο οποίος δεν έχει ακόμη μετασχηματισθεί. Το κράμα Β περιέχει 6 wt.% Βολφράμιο ως στοιχείο κραμάτωσης. Σύμφωνα με την Εικόνα 13.43 του συγγράμματος η ευτηκτοειδής συγκέντρωση αυτού του κράματος είναι 0. wt.% C. Το κράμα είναι πλέον υπερευτηκτοειδές και όπως φαίνεται και από το διάγραμμα ψύξης η προευτηκτοειδής φάση είναι ο Σεμεντίτης. Από το διάγραμμα φάσης Σιδήρου-Άνθρακα και με τη νέα ευτηκτοειδή συγκέντρωση, το κλάσμα μάζας του προευτηκτοειδή Σεμεντίτη υπολογίζεται ως:

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 017 w p,c = 0.46 0. 6.70 0. = 0.04 ή 4% Μετά από 1000s, όπως φαίνεται και από το διάγραμμα, έχει ολοκληρωθεί πλήρως ο σχηματισμός της προευτηκτοειδούς φάσης και έχει ολοκληρωθεί κατά το ήμισυ ο σχηματισμός του Περλίτη. Συνεπώς μετά από 1000s θα έχουμε 4% (προευτηκτοειδή) Σεμεντίτη, (100-4)/=48% Περλίτη καθώς και 48% Ωστενίτη ο οποίος δεν έχει ακόμη μετασχηματισθεί. ΙΙ) Να εκτιμηθεί το ποσοστό ευτηκτοειδή Σεμεντίτη (δηλαδή του Σεμεντίτη στην περλιτική μικροδομή) σε κάθε κράμα μετά το πέρας της ψύξης. (10 μονάδες) Κράμα Α: Το κράμα είναι υποευτηκτοειδές και κατά συνέπεια ο Σεμεντίτης στην περλιτική μικροδομή θα ισούται με τον ολικό Σεμεντίτη. w C,t = 0.46 0.0 6.70 0.0 0.0656 ή 6.56% Κράμα Β: Το κράμα είναι υπερευτηκτοειδές με προευτηκτοειδή Σεμεντίτη 40% και ολικό Σεμεντίτη όπως και προηγουμένως (θεωρούμε πως τα άκρα του διαγράμματος δεν επηρεάζονται από το στοιχείο κραμάτωσης) 6.56%. Το ποσοστό του ευτηκτοειδούς Σεμεντίτη θα είναι: 6.56-4=.56% ΙΙΙ) Ποια/Ποιες από τις διεργασίες ψύξης α,β,γ και δ της Εικόνας Α (πράσινες γραμμές ψύξης) θα δώσουν προϊόν η μικροδομή του οποίου θα έχει τα χαρακτηριστικά της εικόνας Γ; (5 μονάδες) Οι διεργασίες που απεικονίζονται δίνουν ως προϊόντα Μαρτενσίτη, Μπενίτη, Φερρίτη και Περλίτη (σε διάφορες βέβαια αναλογίες). Η μικροδομή που απεικονίζεται είναι του Σφαιροειδίτη η οποία προκύπτει μόνο μετά από επαναθέρμανση σε συγκεκριμένες συνθήκες. Άρα καμιά από τις διεργασίες α,β,γ και δ δεν θα δώσει προϊόν με μικροδομή παρόμοια με αυτήν που απεικονίζεται στην Εικόνα Γ.