Površinska in notranja energija kovine

Kovinski izdelki so osnovna osnova za infrastrukturno podporo inženirskih komunikacij, služijo kot surovine za strojno industrijo in gradbeništvo. Na vsakem od teh področij je uporaba takšnih elementov povezana z visoko odgovornostjo. Na inštalacijske in komunikacijske strukture vplivajo kemična in mehanska obremenitev, kar zahteva primarno analizo lastnosti materiala. Za razumevanje operativnih parametrov se uporablja koncept, kot je energija kovine, ki določa obnašanje posameznega elementa ali strukture v različnih pogojih delovanja.

Prosta energija

Veliko postopkov v strukturi kovinskih izdelkov določajo značilnosti proste energije. Prisotnost v materialu ionov s tem potencialom vodi do njihovega prenosa na druge medije. Na primer, med interakcijo z raztopinami, ki vsebujejo podobne ione, kovinski elementi segajo v kontaktno zmes. Toda to se zgodi v primerih, ko prosta energija kovin presega tiste v raztopini. Posledično lahko nastane pozitivno električno polje dvojnega električnega polja zaradi prostih elektronov, ki ostajajo blizu površine kovin. Krepitev tega polja deluje tudi kot ovira pri prehodu novih ionov, kar ustvarja fazno mejo, ki preprečuje prehode elementov. Postopek takega premika se nadaljuje, dokler na novo nastalem področju ne dosežemo omejitvene potencialne razlike. Vrh vršne meje določi ravnotežje potencialnih razlik v raztopini in kovine.

Površinska energija

Ko nove molekule prizadenejo kovinsko površino, se razvijejo proste cone. Med migracijo molekule zavzemajo površino mikroskopov in območij ločevanja majhnih zrn - to so segmenti kristalna mreža. V takšni shemi se sprememba proste površine spremeni, kar se zmanjša. V trdnih telesih je mogoče opazovati tudi postopke olajšanja plastičnega pretoka na površinskih površinah. Skladno s tem se površinska energija kovin določi s silami privlačenja molekul. Tukaj je vredno omeniti velikost površinska napetost, ki je odvisna od več dejavnikov. Zlasti je določena z geometrijo molekul, njihovih sil in števila atomov v strukturi. Pomembna je tudi lokacija molekul v površinskem sloju.

Površinska napetost

Običajno se pojavijo napetostni procesi v heterogenih medijih, ki se razlikujejo v vmesniku nemešljivih faz. Vendar pa je treba opozoriti, da so poleg napetosti tudi druge lastnosti površine izražene zaradi parametrov njihove interakcije z drugimi sistemi. Kombinacija teh lastnosti določa večino tehnoloških kazalcev kovine. Po drugi strani lahko energija kovine z vidika površinske napetosti določi parametre koalescence kapljic v zlitinah. Tehnologi torej razkrivajo značilnosti ognjevzdržnih materialov in fluksov ter njihovo interakcijo s kovinskim medijem. Poleg tega površinske lastnosti vplivajo na hitrost termotehnoloških procesov, med katerimi je tudi razvoj plinov in penjenje kovin.

Območje energetike in lastnosti kovin

Ugotovili smo že, da lahko konfiguracija porazdelitve molekul vzdolž strukture kovinske površine določi posamezne značilnosti materiala. Zlasti poseben odraz mnogih kovin, pa tudi njihova motnost, so posledica porazdelitve energetskih ravni. Akumulacija energije na prostih in zasedenih ravneh prispeva k dodelitvi katerega koli kvantuma na dve ravni energije. Eden od njih bo v valenčnem pasu, drugi pa v območjih prevodnosti. Ni mogoče reči, da je porazdelitev energije elektrona v kovini nepremična in ne pomeni nobene spremembe. Elementi valenčnega pasu, na primer, lahko absorbirajo svetlobne kvante in se preselijo v cono prevodnosti. Zaradi tega se svetloba absorbira in se ne odraža. Zato imajo kovine neprozorno strukturo. Kar se tiče svetlosti, je posledica procesa emisije svetlobe pri vračanju elektronov, ki jih aktivira sevanje na nizkoenergetske nivoje.

Notranja energija

Ta potencial nastane z energijo ionov, pa tudi s toplotnim gibanjem prevodnih elektronov. Indirektno, za to vrednost so značilne notranje dajatve kovinskih struktur. Zlasti za jeklo, ki je v stiku z elektroliti, se samodejno nastavi lasten potencial. C spremembe v notranji energiji Številni škodljivi procesi so povezani. Na primer, v tem indikatorju je mogoče določiti korozijske in deformacijske pojave. V takih primerih notranja energija kovine povzroči nastanek mikro- in makro-napak v strukturi. Poleg tega delno disipacijo te energije pod delovanjem iste korozije zagotavlja tudi izgubo določenega deleža potenciala. V praksi delovanja kovinskih izdelkov lahko negativne dejavnike spremembe v notranji energiji manifestirajo v obliki strukturnih poškodb in zmanjšanju duktilnosti.

Energija elektrona v kovini

Pri opisovanju agregata delcev, ki med seboj delujejo v trdnem stanju, se uporabljajo kvantni mehanski koncepti energije elektronov. Običajno se uporabljajo diskretne vrednosti, ki določajo naravo porazdelitve teh elementov nad nivoji energije. V skladu z zahtevami kvantne teorije se merjenje energije elektronov izvaja v elektronskih voltih. Menimo, da je elektronski potencial na kovinskem elektromagnetu višji od energije, ki se izračuna iz kinetične teorije plinov pri sobnih temperaturnih pogojih. V tem primeru energija elektronov iz kovin in zlasti hitrost elementov ni odvisna od temperature.

Ionska energija v kovini

ionska izračun energije omogoča določanje lastnosti kovine v procesu taljenja, sublimacijo deformacije, itd .. Zlasti podatki razkrivajo tehnike natezno trdnost in elastičnost. Da bi to naredili, uvajamo koncept kristalne rešetke, v kateri se nahajajo ioni. Energijski potencial ionov se običajno izračuna ob upoštevanju njegovega morebitnega destruktivnega učinka na kristalno snov s tvorbo sestavljenih delcev. Na stanje ionov lahko vpliva kinetična energija Elektroni so med trkom trkali iz kovin. Ker se v pogojih povečanja potencialne razlike v mediju elektrod do tisoč voltov hitrosti gibanja delcev znatno povečajo, je akumuliran potencial zadosten za delitev nasprotnih molekul v ione.

Moč komunikacije

Kovine so označene z mešanimi vrstami povezav. Kovalentne in ionske vezi nimajo ostre razlike in se med seboj pogosto prekrivajo. Tako je postopek utrjevanja kovine pod vplivom dopinga in plastične deformacije pojasnjen s pretokom kovinske vezi v kovalentno interakcijo. Ne glede na vrsto podatkov o povezavi so vse opredeljene kot kemičnih procesov. Hkrati ima vsaka povezava energijo. Na primer, ionske, elektrostatične in kovalentne interakcije omogočajo potencial 400 kJ. Specifična energija bo odvisna od energije kovine pri medsebojnem delovanju z različnimi mediji in pri mehanskih obremenitvah. Kovinske vezi so lahko označene z različnimi indikatorji trdnosti, vendar v nobenem primeru ne bodo primerljive s podobnimi lastnostmi v kovalentnih in ionskih medijih.

Lastnosti kovinskih vezi

Ena od primarnih lastnosti, ki označujejo vezavno energijo, je zasičenost. Ta lastnost določa stanje molekul in še posebej njihovo strukturo in sestavo. V kovine delci obstajajo v diskretni obliki. Preden razumemo operativne lastnosti kompleksne spojine Uporabljena je bila teorija valenčnih vezi, v zadnjih letih pa je izgubila svoj pomen. Z vsemi svojimi prednostmi ta koncept ne razloži številnih pomembnih lastnosti. Med njimi lahko opazimo absorpcijske spektre v spojinah, magnetnih lastnostih in drugih značilnostih. Toda pri računanju energije površine v kovinih lahko tako lastnost identificiramo kot vnetljivost. Določa sposobnost, da se kovinske površine vžgejo brez detoniranja aktivatorjev.

Status kovin

Za večino kovin je značilna valenčna konfiguracija z elektronsko strukturo. Odvisno od lastnosti te strukture se določi notranje stanje materiala. Na podlagi teh kazalnikov in ob upoštevanju razmerij lahko sklepamo o vrednostih temperature taljenja določene kovine. Na primer, mehke kovine, vključno z zlatom in bakrom, imajo nižjo tališče. To se razlaga z zmanjšanjem števila nepoškodovanih elektronov iz atomov. Po drugi strani imajo mehke kovine visoko toplotno prevodnost, kar pa je posledica visoke mobilnosti elektronov. Mimogrede, kovinska akumulacijska energija v pogojih optimalne prevodnosti ionov zagotavlja visoko električno prevodnost zaradi elektronov. To je ena najpomembnejših karakteristik, ki jih določi kovinsko stanje.

Zaključek

Kemijske lastnosti kovin v mnogih pogledih določajo svoje tehnične in fizične lastnosti. To omogoča strokovnjakom, da se osredotočijo na energijsko učinkovitost materiala v smislu možnosti njegove uporabe pod določenimi pogoji. Poleg tega se energija kovine ne more vedno obravnavati kot neodvisna. To pomeni, da se lahko lasten potencial razlikuje glede na naravo interakcije z drugimi mediji. Najbolj ekspresiven odnos kovinskih površin z drugimi elementi je primer migracijskih procesov, ko pride do polnjenja prostih energij.