Povrchová a vnitřní energie kovu

Kovové výrobky tvoří základní základnu pro infrastrukturní podporu inženýrských komunikací, slouží jako suroviny pro strojírenství a stavebnictví. V každé z těchto oblastí je používání těchto prvků spojeno s vysokou odpovědností. Instalační a komunikační struktury jsou ovlivněny chemickým i mechanickým zatížením, což vyžaduje primární analýzu vlastností materiálu. Pro pochopení provozních parametrů je použita koncepce, jako je energie kovu, která určuje chování jednotlivých prvků nebo konstrukcí za různých provozních podmínek.

Volná energie

Mnoho procesů ve struktuře kovových výrobků je určeno vlastnostmi volné energie. Přítomnost iontů v materiálu s tímto potenciálem vede k jejich přenosu do jiných médií. Například v průběhu interakce s roztoky obsahujícími podobné ionty se kovové prvky dostanou do kontaktní směsi. Ale to se děje v případech, kdy volná energie kovů přesáhne hladinu v roztoku. V důsledku toho může být vytvořeno pozitivní elektrické pole dvojitého elektrického pole v důsledku volných elektronů zbývajících v blízkosti kovového povrchu. Posilování tohoto pole působí také jako překážka pro průchod nových iontů - čímž vzniká fázová hranice, která zabraňuje přecházení prvků. Proces takového posunu pokračuje, dokud se nedosáhne omezujícího potenciálního rozdílu v nově vytvořeném poli. Hranice píku je určena rovnováhou potenciálních rozdílů v roztoku a kovu.

Povrchová energie

Když nové molekuly narazí na kovový povrch, vytvoří se volné zóny. Během migrace molekuly zaujímají povrch mikrotrhlin a oblasti separace malých zrn - to jsou segmenty krystalová mřížka. V takovémto schématu dochází ke změně volné povrchové energie, která se snižuje. V pevných tělesech je také možné pozorovat procesy, které usnadňují proudění plastů na povrchy. Proto je povrchová energie kovů určována sílami přitahování molekul. Zde stojí za zmínku velikost povrchové napětí, což závisí na několika faktorech. Zejména je určena geometrií molekul, jejich sílami a počtem atomů ve struktuře. Umístění molekul v povrchové vrstvě je také důležité.

Povrchové napětí

Typicky se v heterogenních prostředích, které se liší v rozhraní nemísitelných fází, objevují procesy napětí. Mělo by se však poznamenat, že společně s napětím se projevují i ​​další vlastnosti povrchu v důsledku parametrů jejich vzájemného působení s jinými systémy. Kombinace těchto vlastností určuje většinu technologických ukazatelů kovu. Na druhou stranu energie kovu z hlediska povrchového napětí může určit parametry koalescence kapiček v slitinách. Technologové tedy odhalují vlastnosti žáruvzdorných materiálů a toků, jakož i jejich vzájemné působení s kovovým médiem. Kromě toho povrchové vlastnosti ovlivňují rychlost tepelných procesů, mezi které patří vývoj plynů a pěnění kovů.

Zónování energie a vlastností kovu

Již bylo poznamenáno, že konfigurace distribuce molekul podél struktury kovového povrchu může určit individuální charakteristiky materiálu. Zvláště specifické odrazování mnoha kovů, stejně jako jejich opacita, jsou způsobeny rozložením energetických úrovní. Akumulace energie ve volné a obsazené úrovni přispívá k přidělení jakéhokoliv kvantového množství dvěma energetickými úrovněmi. Jeden z nich bude umístěn ve valenčním pásmu a druhý ve vodivých oblastech. Nedá se říci, že distribuce energie elektronů v kovu je stacionární a neznamená žádnou změnu. Prvky valenčního pásma mohou například absorbovat kvantové světlo, přemísťovat do vodivého pásma. Výsledkem je, že světlo je absorbováno, nereflektováno. Z tohoto důvodu mají kovy neprůhlednou strukturu. Co se týče jasu, je způsobeno procesem emise světla při vracení elektronů aktivovaných zářením na nízkou úroveň energie.

Vnitřní energie

Tento potenciál je tvořen energií iontů, stejně jako tepelným pohybem vodivých elektronů. Nepřímo se tato hodnota vyznačuje vnitřními náboji kovových konstrukcí. Zejména pro ocel, která je v kontaktu s elektrolyty, je jeho vlastní potenciál automaticky nastaven. C změny ve vnitřní energii Mnoho nežádoucích procesů je spojeno. Například v tomto ukazateli je možné stanovit jevy koroze a deformace. V takových případech vnitřní energie kovu způsobuje přítomnost mikro- a makro-defektů ve struktuře. Navíc částečná ztráta této energie pod účinkem stejné korozi také zajišťuje ztrátu určité části potenciálu. V praxi provozu kovových výrobků se mohou negativní faktory změny vnitřní energie projevit ve formě strukturálního poškození a snížení tažnosti.

Energie elektronu v kovu

Při popisu agregátu částic, které vzájemně reagují v pevném, se používají kvantově mechanické koncepty energie elektronů. Obvykle se používají diskrétní hodnoty, které určují povahu distribuce těchto prvků nad úrovněmi energie. V souladu s požadavky kvantové teorie se měření elektronové energie provádí v elektronových voltech. Předpokládá se, že v kovu je potenciál elektronů o dva řády vyšší než energie, která je vypočtena z kinetické teorie plynů za podmínek teploty místnosti. V tomto případě energie elektronů z kovů a zejména rychlost prvků nezávisí na teplotě.

Ionová energie v kovu

Výpočet energie iontů umožňuje stanovit vlastnosti kovu v procesech tavení, sublimace, deformace atd. Technologové zejména identifikují pevnost v tahu a pružnost. Za tímto účelem představujeme koncept krystalové mřížky, ve které jsou umístěny ionty. Energetický potenciál iontu se obvykle vypočítá s přihlédnutím k jeho možnému destruktivnímu účinku na krystalickou látku s tvorbou kompozitních částic. Stav iontů může být ovlivněn kinetické energie elektrony vyrazené z kovů během srážky. Jelikož za podmínek zvyšování potenciálního rozdílu v médiu elektrod až na tisíce voltů se rychlost pohybu částic významně zvětšuje, akumulovaný potenciál je dostatečný pro rozdělení molekul proti iontům.

Síla komunikace

Kovy jsou charakterizovány smíšenými typy připojení. Kovalentní a iontové vazby nemají ostré rozlišení a často se vzájemně překrývají. Způsob vytvrzování kovu působením dopingu a plastické deformace je tedy vysvětlen pouze proudem kovové vazby do kovalentní interakce. Bez ohledu na typ dat odkazu jsou všechny definovány jako chemických procesů. Současně má každý článek energii. Například iontové, elektrostatické a kovalentní interakce mohou poskytnout potenciál 400 kJ. Specifická energie bude záviset na energii kovu při interakci s různými médii a za mechanického zatížení. Kovové vazby mohou být charakterizovány různými ukazateli síly, ale v žádném případě nebudou srovnatelné s podobnými vlastnostmi v kovalentních a iontových médiích.

Vlastnosti kovových vazeb

Jednou z hlavních vlastností, které charakterizují vazebnou energii, je saturace. Tato vlastnost určuje stav molekul a zejména jejich strukturu a složení. V kovu existují částice v diskrétní formě. Před pochopením provozních vlastností komplexních sloučenin Byla použita teorie valenčních vazeb, avšak v posledních letech ztratila význam. Se všemi svými výhodami tento koncept nevysvětluje řadu důležitých vlastností. Mezi nimi lze zaznamenat absorpční spektra sloučenin, magnetické vlastnosti a další charakteristiky. Ale při výpočtu energie povrchu kovů lze určit takovou vlastnost jako hořlavost. Určuje schopnost kovových povrchů zapálit bez detonačních aktivátorů.

Stav kovů

Většina kovů se vyznačuje valenční konfigurací s elektronickou strukturou. V závislosti na vlastnostech této struktury je určen vnitřní stav materiálu. Na základě těchto ukazatelů a při zohlednění vztahů lze vyvodit závěry o hodnotách teploty tání konkrétního kovu. Například měkké kovy, včetně zlata a mědi, mají nižší teplotu tání. To je vysvětleno snížením počtu nepárových elektronů z atomů. Na druhé straně měkké kovy mají vysokou tepelnou vodivost, což je následkem vysoké mobility elektronů. Mimochodem, akumulační energie kovu za podmínek optimální vodivosti iontů poskytuje vysokou elektrickou vodivost díky elektronům. Jedná se o jednu z nejdůležitějších charakteristik výkonu, které jsou určeny kovovým stavem.

Závěr

Chemické vlastnosti kovů v mnoha ohledech určují jejich technické a fyzické vlastnosti. To umožňuje specialistům zaměřit se na energetickou náročnost materiálu, pokud jde o možnost jeho použití za určitých podmínek. Energie kovu navíc nemůže být vždy považována za nezávislou. To znamená, že vlastní potenciál se může lišit v závislosti na povaze interakce s jinými médii. Nejvýraznější vztah kovových povrchů s dalšími prvky je příkladem migračních procesů, kdy dochází k plnění volných úrovní energie.