Розглянемо кристали з ГЦК ґратками. Нехай поверхня відколу кристала утворює площину (111). Кожен атом на площині (111) зв'язаний із шістьма сусідніми атомами на цій площині, з трьома атомами нижньої площини та з трьома атомами на верхній площині. Тому при утворенні поверхні розриваються по три зв'язки в кожному атомі. Однак при розколюванні утворюються дві поверхні, і кількість розірваних зв'язків у кожному атомі дорівнює 3/2. Таким чином, для утворення поверхні необхідно на кожний атом витратити енергію

ЗЛЯ

(1.2)

2 ' 2 - 127V 47V Якщо на площині (111) знаходиться /V0 атомів на 1 см2, то

поверхнева енергія становить

a~ 47V * 4-6,02-102

V Для типових атомів з діаметром приблизно 0,3 нм 7У0 стано-^ вить 1015 на 1 см2. Звідси, наприклад, для срібла, золота і міді ^ поверхнева енергія дорівнює відповідно 1,14, 1,55 і 1,38 Дж/м2, ^ що задовільно збігається з експериментальними даними. ^ При кристалізації і поліморфних перетвореннях у твердому стані, тобто коли відбувається упорядкування чи перебудування ґратки металу, поверхнева енергія змінюється стрибком. Зв'язок між цими величинами виражається залежністю

Де Утв і 1Р — густина металу в твердому і рідкому станах; ДЯ5 і Нр — теплота сублімації і випаровування.

Для грубих оцінок можна вважати, що при твердінні поверхнева енергія твердого металу отв збільшується порівняно з поверхневою енергією рідкого металу о,, до значень приблизно від 1,1ор до 1,Зор.

Поверхнева енергія — важлива характеристика, від якої залежить протікання багатьох процесів.

Вона визначає змочування і адгезію матеріалів у рідкофазних процесах, таких, як наплавлення, паяння, оплавлення покриття і його просочення розплавамщ_______

БІБЛІОТЕКА

Чернігівського державного технологічного університету