Metalo paviršius ir vidinė energija

Pagrindinė bazė yra metalo gaminiaiinžinerinių komunikacijų infrastruktūros parama, yra žaliavos mašinų gamybos ir statybos sektoriuje. Kiekvienoje iš šių sričių tokių elementų naudojimas yra susijęs su dideliu atsakomybe. Įrengimo ir ryšio struktūras veikia ir cheminės, ir mechaninės apkrovos, todėl būtina atlikti pirminę medžiagos savybių analizę. Norėdami suprasti eksploatacinius parametrus, naudojama sąvoka, pvz., Metalo energija, kuri lemia atskirų elementų ar struktūrų elgesį įvairiomis darbo sąlygomis.

Laisva energija

Daug procesų metalo konstrukcijojeproduktai priklauso nuo laisvos energijos savybių. Dėl šio potencialo esančių jonų medžiagų jo perkėlimas į kitą terpę. Pavyzdžiui, sąveikaujant su tirpalais, kuriuose yra panašių jonų, metaliniai elementai patenka į kontaktinį mišinį. Bet taip atsitinka tais atvejais, kai metalų laisva energija viršija tirpale esančias. Dėl to gali susidaryti teigiamas elektrinio lauko dvigubas elektrinis laukas, nes laisvieji elektronai lieka prie metalo paviršiaus. Šios srities stiprinimas taip pat yra kliūtis naujų jonų pratekėjimui - tokiu būdu sukuriama fazinė riba, užkertanti kelią elementų perėjimui. Tokio poslinkio procesas tęsiasi tol, kol naujai suformuotame lauke pasiekiamas ribinis potencialų skirtumas. Smailės riba nustatoma pagal tirpalų ir metalo galimų skirtumų balansą.

Paviršiaus energija

Kai naujos molekulės atsiranda ant metalopaviršius yra laisvųjų zonų plėtra. Migracijos metu molekulės užima mikrokrautų paviršių ir smulkių grūdų atskyrimo plotus - tai yra kristalinės grotelės segmentai. Pagal tokią schemą pasikeičia laisvos paviršiaus energija, kuri mažėja. Kietose kūrose taip pat galima stebėti procesus, palengvinančius plastiko srautą ant paviršiaus. Taigi metalų paviršiaus energija yra nustatoma molekulių traukos jėgomis. Čia verta paminėti paviršiaus įtempties dydį, kuris priklauso nuo kelių veiksnių. Visų pirma, tai lemia molekulių geometrija, jų jėgos ir atomų skaičius struktūroje. Molekulių vieta paviršiniame sluoksnyje taip pat yra svarbi.

Paviršiaus įtempimas

Paprastai įvyksta įtampos procesaiHeterogeninės terpės, kurios skiriasi nesuderinamų fazių sąsaja. Tačiau reikia pastebėti, kad kartu su įtempimu, kiti paviršiaus savybes taip pat pasireiškia dėl jų sąveikos su kitomis sistemomis parametrų. Šių savybių derinys lemia daugumą technologinių metalo rodiklių. Savo ruožtu metalo energija, atsižvelgiant į paviršiaus įtempimą, gali nustatyti lašelių sutirštinimo į lydinius parametrus. Todėl technologai atskleidžia ugniai atsparių medžiagų ir srautų charakteristikas, taip pat jų sąveiką su metaline terpe. Be to, paviršiaus savybės daro įtaką termotechnologinių procesų greičiui, tarp kurių yra dujų išsiskyrimas ir metalų putplastis.

Energetikos ir metalo savybių zonavimas

Jau buvo pastebėta, kad paskirstymo konfigūracijaMolekulės ant metalinio paviršiaus struktūros gali nustatyti atskiras medžiagos charakteristikas. Visų pirma, specifinis daugelio metalų atspindys, taip pat jų neskaidrumas, yra susiję su energijos lygių pasiskirstymu. Energijos kaupimas laisvu ir užimtu lygiu padeda paskirstyti bet kokį kvantą dviem energijos lygmenimis. Vienas iš jų bus įsikūręs valentingos juostos, o kitas - laidumo regionuose. Negalima teigti, kad elektronų pasiskirstymas metaluose yra stacionarus ir nereiškia jokių pasikeitimų. Pavyzdžiui, valentinės juostos elementai gali sugerti šviesos kvantus, migruojančius į laidumo juostą. Todėl šviesa sugeria, neatspindi. Dėl šios priežasties metalai turi nepermatomą struktūrą. Kalbant apie ryškumą, tai lemia šviesos spinduliavimo procesas, kai elektronai, kuriuos spinduliuotė aktyvuoja, yra mažos energijos lygiu.

Vidinė energija

Šią potencialą sudaro jonų energija, irtaip pat šilumos laidumo elektronų judesius. Netiesiogiai ši vertė būdinga būdingiems metalinių konstrukcijų kainoms. Visų pirma, plieno, kuris liečiasi su elektrolitais, savybė automatiškai nustatoma. Daug nepalankių procesų yra susiję su vidaus energijos pokyčiais. Pavyzdžiui, šiame rodiklyje galima nustatyti korozijos ir deformacijos reiškinius. Tokiais atvejais vidinė metalo energija sukelia mikro- ir makro-defektų buvimą struktūroje. Be to, dalinis šios energijos išsiskyrimas veikiant ta pačia korozija taip pat užtikrina tam tikros galimybės dalies praradimą. Metalinių gaminių eksploatavimo praktikoje neigiami vidaus energijos pasikeitimo veiksniai gali pasireikšti kaip struktūrinė žala ir lakumo sumažėjimas.

Elektrono energija yra metalo

Apibūdindami dalelių susikaupimąsąveikauja tarpusavyje kietomis, elektronų energijos kvantavimo mechaninėmis koncepcijomis. Paprastai naudojami diskretiniai dydžiai, kurie lemia šių elementų pasiskirstymo pobūdį virš energijos lygio. Pagal kvantinės teorijos reikalavimus elektronų energijos matavimas atliekamas elektronų-voltais. Manoma, kad metaluose elektronų potencialas yra dviem lygiais didesnis už energiją, apskaičiuotą iš dujų kinetikos teorijos kambario temperatūros sąlygomis. Šiuo atveju elektronų energija iš metalų ir, visų pirma, elementų greitis nepriklauso nuo temperatūros.

Jonų energija metalo

Jono energijos apskaičiavimas leidžia nustatytimetalo savybės lydymosi, sublimacijos, deformacijos procesuose ir tt Konkrečiai, technologai nustato tempiamojo stiprio ir elastingumą. Norėdami tai padaryti, pristatome kristalinės grotelės koncepciją, kurioje yra jonai. Jonų energijos potencialas paprastai apskaičiuojamas atsižvelgiant į galimą jos kenksmingą poveikį kristalinei medžiagai, susidarant sudėtinėms dalelėms. Jonų būseną gali paveikti metalų susidūrimo metu išjudintų elektronų kinetinė energija. Kadangi padidėjus elektrodų terpės potencialo skirtumui iki tūkstančių voltų, dalelių judėjimo greitis žymiai padidėja, sukauptas potencialas yra pakankamas, kad suskaidytų skaitiklio molekules į jonus.

Ryšio galia

Metalai būdingi mišriomis jungtimis. Kovalentinės ir joninės obligacijos nesiskiria ir dažnai sutampa tarpusavyje. Taigi metalo grūdinimo procesas dopingo ir plastikinės deformacijos veikloje yra paaiškinamas tik metalo jungties srautu į kovalentinę sąveiką. Nepriklausomai nuo šių nuorodų tipo, visi jie apibrėžiami kaip cheminiai procesai. Tuo pačiu metu kiekviena nuoroda turi energiją. Pavyzdžiui, joninė, elektrostatinė ir kovalentinė sąveika gali būti 400 kJ potencialas. Konkreti energija priklausys nuo metalo energijos, sąveikaujant su skirtingomis terpėmis ir mechaninėmis apkrovomis. Metalines obligacijas galima apibūdinti skirtingais stiprumo rodikliais, tačiau bet kokiu pasireiškimu jie nebus palyginami su panašių savybių kovalentine ir jonine terpe.

Metalo savybių savybės

Viena iš pagrindinių savybių, kuriapibūdina susirišimo energiją, yra prisotinimas. Šis turtas lemia molekulių būklę, ypač jų struktūrą ir sudėtį. Metaluose dalelės egzistuoja atskiroje formoje. Anksčiau valentingumo obligacijų teorija buvo naudojama suprasti sudėtinių junginių eksploatacines savybes, tačiau pastaraisiais metais ji prarado savo reikšmę. Su visais privalumais ši koncepcija nepaaiškina daugybės svarbių savybių. Tarp jų galima paminėti absorbcijos spektrus junginiuose, magnetines savybes ir kitas charakteristikas. Tačiau apskaičiuojant paviršiaus energiją metaluose, galima identifikuoti tokią savybę kaip degumą. Tai nustato metalinių paviršių sugebėjimą uždegti, neduodant aktyvatorių.

Metalų būklė

Dauguma metalų būdingi valencekonfigūracija su elektronine struktūra. Priklausomai nuo šios struktūros savybių, nustatoma medžiagos vidinė būklė. Remiantis šiais rodikliais ir atsižvelgiant į santykius, galima padaryti išvadas apie tam tikro metalo lydymosi temperatūros vertes. Pavyzdžiui, minkšti metalai, įskaitant auksą ir varį, turi mažesnę lydymosi temperatūrą. Tai paaiškinama nestabilių elektronų iš atomų skaičiaus sumažėjimu. Kita vertus, minkšti metalai turi didelį šilumos laidumą, o tai, savo ruožtu, yra dėl didelio elektronų mobilumo. Beje, metalas, kaupiantis energiją optimaliu jonų laidumu, užtikrina didelį elektronų laidumą. Tai yra viena iš svarbiausių eksploatacinių savybių, kurią lemia metalo būklė.

Išvada

Daugiausia lemia metalų cheminės savybėsjų technines ir fizines savybes. Tai leidžia specialistams sutelkti dėmesį į medžiagos energinį naudingumą, atsižvelgiant į galimybę jį naudoti tam tikromis sąlygomis. Be to, metalo energija ne visada gali būti laikoma nepriklausoma. Tai reiškia, kad jo potencialas gali skirtis priklausomai nuo sąveikos su kitomis žiniasklaidos priemonėmis pobūdžio. Labiausiai ryškus metalinių paviršių ryšys su kitais elementais yra migracijos procesų pavyzdys, kai atsiranda laisvų energijos lygių.