рис. 3.53. К анализу физико-химических условий образования твердофазных соединений: а — зависимости £[И) для: / — физической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (£, — энергия связи Ван-дер-Ваальса Ме—О); 2 — химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (в рассматриваемой модели взаимодействия каждая поверхность уже находится в состоянии, описываемом такой кривой, Е2 — энергия химической связи Ме—О); 3 — химического взаимодействия атомов металла одной поверхности с атомами металла другой поверхности, £,— энергия активации химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла или энергия активации адсорбции комплекса Ме—О, £,' — кажущаяся энергия активации химической адсорбции или адсорбции при некоторых условиях опыта; б — модель активного центра, образованного при выходе дислокации в зону физического контакта: / — поле искажений вокруг дислокации; 2 — средний энергетический уровень атомов; 3 — ядро дислокации; 4 — атомы кислорода; 5 — атомы металла; 6 — энергия поля искажения; £/ — потенциальный энергетический барьер взаимодействия

Основываясь на известной зависимости потенциальной энергии межатомного взаимодействия Е от межъядерного расстояния Я (рис. 3.53, а), рассмотрим гипотетическую модель схватывания двух идеальных кристаллов одной природы, решетки которых полностью когерентны (чтобы не требовалось перестройки атомов), а поверхности геометрически и атомно-гладкие и свободны от любых адсорбированных атомов (т. е. ювенильны). Примем также, что схватывание происходит при таких низких температурах, что диффузионная подвижность атомов и вероятность термических флуктуации близки к нулю (в противном случае понятие идеального кристалла теряет физический смысл).

Зависимости Е(К) для данного случая показаны соответствующими кривыми на том же рисунке. Кривая / показывает изменение потенциальной энергии поверхностных атомов кристаллов, обусловленное действием сил Ван-дер-Ваальса. В точке Д, потенциальная энергия достигает минимального значения, прочность сцепления двух кристаллов в этом положении определяется значением энергии связи Еь которая относительно невелика и может составлять до 1 кДж/моль. Образование такого типа связи можно трактовать как установление физического контакта между поверхностными атомами. При дальнейшем сближении кристаллов начнут действовать силы отталкивания. Потенциальная энергия изменится по левой части кривой / в направлении точки А и далее по кривой 2. Для валентного межатомного взаимодействия в точке А в процессе сближения атомы должны быть активированы. Можно предположить, что энергия расходуемая на преодоление сил отталкивания, оказывается достаточной для этого.

В результате установления химических связей между поверхностными атомами на расстоянии Я2 (равном примерно параметру кристаллической