Površina i unutarnja energija metala

Metalni proizvodi tvore osnovnu osnovu za infrastrukturnu potporu inženjerskih komunikacija, služe kao sirovine za gradnju strojeva i gradnju strojeva. U svakom od tih područja upotreba takvih elemenata povezana je s velikom odgovornošću. Na instalacijske i komunikacijske strukture utječu i kemijska i mehanička opterećenja koja zahtijevaju primarnu analizu svojstava materijala. Za razumijevanje operativnih parametara, koristi se koncept, kao što je energija metala, koja određuje ponašanje pojedinog elementa ili strukture u različitim radnim uvjetima.

Besplatna energija

Puno procesa u strukturi metalnih proizvoda određeno je svojstvima slobodne energije. Prisutnost u materijalu iona s ovim potencijalom dovodi do njihovog prijenosa na druge medije. Na primjer, tijekom interakcije s otopinama koje sadrže slične ione, metalni elementi ulaze u kontaktnu smjesu. Ali to se događa u slučajevima kada slobodna energija metala prelazi one u otopini. Kao rezultat toga, može se stvoriti pozitivno električno polje dvostrukog električnog polja zbog slobodnih elektrona koji ostaju u blizini metalne površine. Jačanje ovog polja također djeluje kao zapreka prijelazu novih iona, stvarajući tako faznu granicu koja sprječava prijelaze elemenata. Postupak takvog pomaka nastavlja se sve dok se ne dostigne granična potencijalna razlika u novoformiranom polju. Granica vrha određuje se ravnotežom potencijalnih razlika u otopini i metalu.

Površinska energija

Kada nove molekule udari metalnu površinu, razvijene su slobodne zone. Tijekom migracije, molekule zauzimaju površinu mikroskopa i područja odvajanja malih zrna - to su segmenti kristalna rešetka. U takvoj shemi se mijenja slobodna površinska energija koja se smanjuje. U čvrstim tijelima, također je moguće pratiti postupke olakšavanja plastičnog toka na površinskim površinama. Prema tome, površinska energija metala određena je sila privlačenja molekula. Ovdje vrijedi spomenuti veličinu površinska napetost, što ovisi o nekoliko čimbenika. Konkretno, određuje se geometrija molekula, njihovih sila i broja atoma u strukturi. Također je važna lokacija molekula u površinskom sloju.

Napetost površine

Tipično, napetost se odvija u heterogenim medijima koji se razlikuju u sučelju ne miješanih faza. Ali treba napomenuti da se zajedno s napetosti, druga svojstva površine također očituju zbog parametara njihove interakcije s drugim sustavima. Kombinacija ovih svojstava određuje većinu tehnoloških pokazatelja metala. S druge strane, energija metala, s gledišta površinske napetosti, može odrediti parametre koalescencije kapljica u legurama. Stoga tehnolozi otkrivaju karakteristike vatrostalnih tvari i tokova, kao i njihovu interakciju s metalnim medijem. Dodatno, svojstva površine utječu na brzinu termotehničkih procesa, među kojima i evoluciju plinova i pjenjenje metala.

Zoniranje energije i svojstva metala

Već je zabilježeno da konfiguracija raspodjele molekula uzduž strukture metalne površine može odrediti pojedinačne karakteristike materijala. Konkretno, specifičan odraz mnogih metala, kao i njihova neprozirnost, posljedica je raspodjele razina energije. Akumulacija energije u slobodnim i okupiranim razinama pridonosi raspodjeli bilo kojeg kvantnog sadržaja za dvije razine energije. Jedan od njih će se nalaziti u valenciji, a drugi u regijama provođenja. Ne može se reći da je distribucija energije elektrona u metalu stacionarna i ne podrazumijeva nikakvu promjenu. Elementi valentne trake, na primjer, mogu apsorbirati svjetlosni kvanti, migrirajući do trake vodljivosti. Kao rezultat toga, svjetlost se apsorbira, a ne odražava se. Iz tog razloga, metali imaju neprozirnu strukturu. Što se tiče osvjetljenja, to je uzrokovano procesom emisije svjetlosti kada vraćaju elektrone aktivirane zračenjem na nisku razinu energije.

Unutarnja energija

Taj se potencijal stvara energija iona, kao i toplinskim gibanjem elektrona provođenja. Neizravno, ova vrijednost karakterizira unutarnje naboje metalnih konstrukcija. Konkretno, za čelik koji je u dodiru s elektrolitima, automatski se postavlja svoj vlastiti potencijal. C promjene u unutarnjoj energiji Mnogi nepovoljni procesi su povezani. Na primjer, u ovom indikatoru moguće je utvrditi fenomene korozije i deformacije. U takvim slučajevima, unutarnja energija metala uzrokuje prisutnost mikro i makro-kvarova u strukturi. Štoviše, djelomično rasipanje ove energije pod djelovanjem iste korozije također osigurava gubitak određene frakcije potencijala. U praksi rada metalnih proizvoda negativni čimbenici promjene unutarnje energije mogu se očitovati u obliku strukturnih oštećenja i smanjenja duktilnosti.

Energija jednog elektrona u metalu

Pri opisivanju agregata čestica koje međusobno djeluju u krutom, koriste se kvantni mehanički koncepti energije elektrona. Obično se koriste diskretne vrijednosti koje određuju prirodu distribucije tih elemenata preko razine energije. U skladu s zahtjevima kvantne teorije, mjerenje elektronske energije provodi se u elektronima. Vjeruje se da je u metalima potencijal elektrona dva reda veličine veći od energije, koji se izračunava iz kinetičke teorije plinova pod uvjetima sobne temperature. U ovom slučaju, energija elektrona iz metala i, osobito, brzina elemenata ne ovise o temperaturi.

Ionska energija u metalu

Izračun energije iona omogućava određivanje karakteristika metala u procesima taljenja, sublimacije, deformacije, itd. Posebno, tehnolozi prepoznaju čvrstoću i elastičnost. Da bismo to učinili, uvodimo koncept kristalne rešetke u kojoj se nalaze ioni. Energetski potencijal iona obično se izračunava uzimajući u obzir njegov mogući destruktivni učinak na kristalnu tvar formiranjem kompozitnih čestica. Na stanje iona može utjecati kinetička energija elektroni su izbačeni iz metala tijekom sudara. Budući da pod uvjetima povećanja potencijalne razlike u mediju elektroda do tisuća volti, brzina gibanja čestica se značajno povećava, akumulirani potencijal je dovoljan za razdvajanje molekula brojača u ione.

Moć komunikacije

Metale karakteriziraju mješoviti tipovi spojeva. Kovalentne i ionske veze nemaju oštru razliku i često se međusobno preklapaju. Dakle, proces stvrdnjavanja metala pod djelovanjem dopinga i plastične deformacije objašnjava se samo protokom metalne veze u kovalentnu interakciju. Bez obzira na vrstu podataka veze, svi su definirani kao kemijski procesi. Istovremeno, svaka veza ima energiju. Na primjer, ionske, elektrostatske i kovalentne interakcije mogu pružiti potencijal od 400 kJ. Specifična energija ovisi o energiji metala u interakciji s različitim medijima i pod mehaničkim opterećenjem. Metalne veze mogu se karakterizirati različitim pokazateljima čvrstoće, ali u bilo kojoj manifestaciji neće biti usporedive s sličnim svojstvima u kovalentnim i ionskim medijima.

Svojstva metalnih veza

Jedna od primarnih svojstava koja karakterizira energiju vezanja je zasićenje. Ova svojstva određuju stanje molekula i osobito njihovu strukturu i sastav. U metalu, čestice postoje u diskretnom obliku. Prije razumijevanja operativnih svojstava kompleksnih spojeva Upotrijebljena je teorija valencijskih veza, ali posljednjih godina izgubila je značenje. Uz sve prednosti, ovaj koncept ne objašnjava niz važnih svojstava. Među njima možemo primijetiti apsorpcijske spektre u spojevima, magnetskim svojstvima i drugim karakteristikama. Ali pri proračunu energije površine u metalima, može se identificirati takva svojstva kao zapaljivost. Određuje sposobnost metalnih površina da se zapali bez detonacije aktivatora.

Status metala

Većina metala je karakterizirana valencijskom konfiguracijom s elektroničkom strukturom. Ovisno o svojstvima ove strukture, određuje se unutarnje stanje materijala. Na temelju tih pokazatelja i uzimajući u obzir odnose, može se zaključiti o vrijednostima temperature taljenja određenog metala. Na primjer, mekani metali, uključujući zlato i bakar, imaju nižu talištinu. To se objašnjava smanjenjem broja nesparenih elektrona iz atoma. S druge strane, mekani metali imaju visoku toplinsku vodljivost, što je pak zbog velike mobilnosti elektrona. Usput, energija akumuliranja metala u uvjetima optimalne vodljivosti iona, osigurava visoku električnu vodljivost zbog elektrona. Ovo je jedna od najvažnijih karakteristika performansi, koje određuje metalna država.

zaključak

Kemijska svojstva metala u mnogočemu određuju svoje tehničke i fizičke osobine. To omogućuje stručnjacima da se usredotoče na energetsku učinkovitost materijala, u smislu mogućnosti njegove uporabe pod određenim uvjetima. Osim toga, energija metala se ne može uvijek smatrati neovisnim. To jest, njegov vlastiti potencijal može varirati ovisno o prirodi interakcije s drugim medijima. Najizraženiji odnos metalnih površina s drugim elementima je primjer migracijskih procesa, kada se javlja popunjavanje slobodnih razina energije.