Главная
Новости
Статьи
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон





















Яндекс.Метрика

Энергия поверхности


Работа разрыва связей при образовании двух свободных поверхностей кристалла составит их собственную энергию Г. Если поверхность плоская, то известна плотность q разорванных ею связей (1). При потенциале межатомного взаимодействия ф(r) эти связи имели до разрыва энергию |ф(b)|. Ограничиваясь приближением парных связей в первой координационной сфере, на единицу площади (каждой из двух) поверхностей получим энергию

где постоянная Г0 = |ф(b)|/b2, а b — кратчайшее межатомное расстояние в решетке. Аналогично можно учесть и разрыв связей из следующих координационных сфер (и чем больше сфер учтено, тем меньше анизотропия Г). Потенциал |ф(b)| выражается через объемный модуль упругости К. Поэтому следует ожидать, что безразмерная энергия поверхности Г/Kb слабо зависит от природы металла.
При измерениях свободной энергии поверхности Г наименьшую ошибку (1...3%) дает метод компенсированной нулевой ползучести. Как обнаружил Фарадей, при высоких температурах свободно висящая фольга под действием поверхностного натяжения Г укорачивается. Чтобы при толщине фольги h поддерживать ее длину неизменной, нужно уравновесить натяжение 2Г двух поверхностей растягивающим напряжением о = 2Г/h. Подобрав напряжение а, при котором длина фольги со временем не меняется, находят Г. (Среди других методов электронномикроскопические измерения усадки пор или роста газовых пузырей в металле дают погрешность Г не менее 5...10%, а остальные — еще в несколько раз больше).
Этим методом измерена при температурах 0,88...0,99Тпл свободная энергия Г поверхности поликристалла для 21 металла. По данным 116 работ безразмерная энергия поверхности находится в пределах Г/Kb = 0,024...0,062 (от Pt до Ti; K и b - при 300 К). Среднее для 21 металла значение Г/Kb - 0,044 ± 0,009.
Если же нормировать Г на модуль сдвига G, то разбег больше: r/Gb = 0,061...0,384 (от W до In), а среднее Г/Gb = 0,145 ± 0,078 (больше и среднеквадратичное рассеяние).
В эксперименте определяют свободную энергию Y(T) = Г(0) — TS, тогда как (2) дает внутреннюю энергию Г(0). Энтропию поверхности S = - dГ(Т)/dТ можно бы найти из температурной зависимости Г(T), но, к сожалению, Г(T) измеряли лишь в узком интервале высоких температур.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: