Overflate og indre energi av metall

Metallprodukter danner hovedbaseninfrastrukturstøtte til ingeniørkommunikasjon, fungere som råvarer for maskinbygging og bygging. I hvert av disse områdene er bruken av slike elementer forbundet med høyt ansvar. Installasjons- og kommunikasjonsstrukturen påvirkes av både kjemisk og mekanisk belastning, noe som nødvendiggjør en primær analyse av materialets egenskaper. For å forstå operasjonsparametere brukes et konsept, som for eksempel et metalls energi, som bestemmer oppførselen til et enkelt element eller en struktur under forskjellige driftsforhold.

Fri energi

Mange prosesser i metallstrukturenProduktene er bestemt av egenskapene til fri energi. Tilstedeværelsen i materialet av ioner med dette potensialet fører til overføringen til andre medier. For eksempel, i løpet av samspill med løsninger som inneholder lignende ioner, går metallelementene inn i kontaktblandingen. Men dette skjer i tilfeller når metaller uten energi overskrider de i løsningen. Som et resultat kan et positivt elektrisk felt av det dobbelte elektriske felt dannes på grunn av at de frie elektronene forblir nær metalloverflaten. Styrking av feltet virker også som en barriere mot passasje av nye ioner - skaper således en fasegrense, som hindrer overganger av elementer. Prosessen med en slik forskyvning fortsetter til den begrensende potensialforskjellen er nådd i det nylig dannede feltet. Toppgrensen bestemmes av balansen mellom de potensielle forskjellene i løsningen og metallet.

Overflateenergi

Når nye molekyler kommer på metalloverflaten er utviklingen av frizoner. Under migrasjonen okkuperer molekylene overflaten av mikrokretsene og områdene for separasjon av små korn - disse er segmentene av krystallgitteret. Under en slik ordning forandrer den frie overflatenergien, som avtar. I faste legemer er det også mulig å observere prosesser for å lette plaststrømmen på overflatene. Følgelig bestemmes overflateenergien av metaller av molekylernes tiltrengningskrefter. Her er det verdt å merke størrelsen på overflatespenningen, som avhenger av flere faktorer. Spesielt bestemmes det av geometrien til molekylene, deres krefter og antall atomer i strukturen. Plasseringen av molekyler i overflatelaget er også viktig.

Overflatespenning

Vanligvis oppstår spenningsprosesser iHeterogene medier som adskiller seg i grensesnittet av ublandbare faser. Men det skal bemerkes at sammen med spenningen også andre overflateegenskaper manifesteres på grunn av parametrene for deres interaksjon med andre systemer. Kombinasjonen av disse egenskapene bestemmer flertallet av metallets teknologiske indikatorer. I sin tur kan metallets energi, fra utsiktspunktsperspektivet, bestemme parametrene for koalescens av dråper i legeringer. Teknologer avslører derfor egenskapene til ildfaste materialer og fluss, samt deres interaksjon med metallmediet. I tillegg påvirker overflateegenskapene hastigheten til termotekniske prosesser, blant annet utviklingen av gasser og skumdannelse av metaller.

Zoning av energi og egenskaper av metall

Det har allerede blitt notert at distribusjonskonfigurasjonenmolekyler på strukturen av metalloverflaten kan bestemme de individuelle egenskapene til materialet. Spesielt er den spesifikke refleksjonen av mange metaller, så vel som deres opasitet, på grunn av fordelingen av energinivåer. Akkumuleringen av energi på frie og okkuperte nivåer bidrar til tildeling av noe kvantum med to energinivåer. En av dem vil bli plassert i valensbåndet, og den andre i ledningsområdene. Det kan ikke sies at energidistribusjonen av elektroner i et metall er stasjonær og ikke medfører endring. Elementer av valensbåndet, for eksempel, kan absorbere lyskvanta, migrerer til ledningsbåndet. Som et resultat blir lys absorbert, ikke reflektert. Av denne grunn har metaller en ugjennomsiktig struktur. Når det gjelder lysstyrken, skyldes det prosessen med lysutslipp når retur elektroner aktiveres av stråling til lave energinivåer.

Intern energi

Dette potensialet dannes av ionerens energi, ogogså ved termisk bevegelse av ledningselektroner. Indirekte er denne verdien kjennetegnet ved de innebygde ladningene til metallstrukturer. Spesielt for stål som er i kontakt med elektrolytter, setter sitt eget potensial automatisk inn. Mange ugunstige prosesser er knyttet til endringer i intern energi. For eksempel er det i denne indikatoren mulig å bestemme korrosjons- og deformasjonsfenomener. I slike tilfeller forårsaker metallets indre energi tilstedeværelsen av mikro- og makrofeil i strukturen. Videre sikrer partiell spredning av denne energien under virkningen av den samme korrosjon også tap av en viss brøkdel av potensialet. I praksis med drift av metallprodukter kan de negative faktorene for endringen i intern energi manifesteres i form av strukturelle skader og en reduksjon av duktiliteten.

Energien til et elektron i et metall

Når man beskriver aggregatet av partikler somInteragere med hverandre i en solid, kvantemekanisk konsept av energien til elektroner blir brukt. Vanligvis brukes diskrete verdier som bestemmer arten av fordelingen av disse elementene over energinivå. I samsvar med kravene i kvanteteorien utføres måling av elektronenergien i elektron-volt. Det antas at i metaller er elektronpotensialet to størrelsesordener høyere enn energien, som beregnes ut fra kinetisk teori for gasser under romtemperaturforhold. I dette tilfellet er energien til elektronene fra metallene, og spesielt elementets hastighet, ikke avhengig av temperaturen.

Jonenergien i metallet

Beregning av ionenergi tillater en å bestemmeegenskaper av metallet i prosessene for smelting, sublimering, deformasjon, etc. Spesielt identifiserer teknologene strekkstyrken og elastisiteten. For å gjøre dette, introduserer vi konseptet med et krystallgitter, hvor ioner er plassert. Energipotensialet til et ion beregnes vanligvis med tanke på dens mulige destruktive virkning på en krystallinsk substans med dannelsen av komposittpartikler. Tilstanden av ioner kan påvirkes av den kinetiske energien til elektroner slått ut av metaller under kollisjonen. Siden under betingelsene for å øke den potensielle forskjellen i elektrodemediet til tusenvis av volt, øker hastigheten til partikkelbevegelsen signifikant, det akkumulerte potensialet er tilstrekkelig for å splitte motmolekyler i ioner.

Kommunikasjonsevne

Metaller er preget av blandede typer tilkoblinger. Kovalente og ioniske bindinger har ikke skarp forskjell og overlapper ofte med hverandre. Således forklares prosessen med herding av et metall under virkningen av doping og plastisk deformasjon bare ved strømningen av en metallbinding til en kovalent interaksjon. Uavhengig av typen av disse koblingene, er de alle definert som kjemiske prosesser. Samtidig har hver kobling energi. For eksempel kan ioniske, elektrostatiske og kovalente interaksjoner gi et potensial på 400 kJ. Den spesifikke energien vil avhenge av metallets energi når den interagerer med forskjellige medier og under mekaniske belastninger. Metallbindinger kan karakteriseres av forskjellige styrkeindikatorer, men i noen manifestasjon vil de ikke være sammenlignbare med lignende egenskaper i kovalente og ioniske medier.

Egenskaper for metallbindinger

En av de viktigste egenskapene somkarakteriserer bindingsenergien, er metning. Denne egenskapen bestemmer molekylernes tilstand og spesielt deres struktur og sammensetning. I et metall finnes partiklene i en diskret form. Tidligere ble teorien om valensobligasjoner brukt til å forstå de operative egenskapene til komplekse forbindelser, men de siste årene har den mistet sin betydning. Med alle sine fordeler forklarer dette konseptet ikke en rekke viktige egenskaper. Blant dem kan vi merke absorpsjonsspekter i forbindelser, magnetiske egenskaper og andre egenskaper. Men når man beregner overflatenes energi i metaller, kan man identifisere en slik egenskap som brennbarhet. Det bestemmer muligheten for metallflater å antennes uten detonerende aktivatorer.

Status av metaller

De fleste metaller er preget av en valenskonfigurasjon med elektronisk struktur. Avhengig av egenskapene til denne strukturen, bestemmes materialets indre tilstand. På grunnlag av disse indikatorene og med hensyn til forholdene kan man trekke konklusjoner om verdiene av smeltetemperaturen til et bestemt metall. For eksempel har myke metaller, inkludert gull og kobber, et lavere smeltepunkt. Dette forklares av nedgangen i antall uparbeide elektroner fra atomene. På den annen side har myke metaller høy termisk ledningsevne, som i sin tur skyldes den høye mobiliteten til elektronene. For øvrig gir metallakkumulerende energi under betingelser med optimal ledningsevne av ioner høy elektrisk ledningsevne på grunn av elektroner. Dette er en av de viktigste ytelsesegenskapene, som bestemmes av metalltilstanden.

konklusjon

De kjemiske egenskapene til metaller bestemmer i stor gradderes tekniske og fysiske egenskaper. Dette gjør det mulig for spesialister å fokusere på materialets energiytelse, når det gjelder muligheten for bruk under visse forhold. I tillegg kan metallets energi ikke alltid betraktes som uavhengig. Det vil si at sitt eget potensial kan variere avhengig av arten av samspillet med andre medier. Det mest uttrykksfulle forholdet mellom metalloverflater og andre elementer er eksemplet på migrasjonsprosesser når fyllingen av frie energinivåer oppstår.