для которого изменение потенциальной энергии описывается кривой 2. В точке X система будет находиться в состоянии равновесия сил отталкивания и притяжения, а энергия связи этой системы характеризуется значением Е2 Ег. В рассматриваемой модели взаимодействия кристаллов с «полуреальными» поверхностями изменение потенциальной энергии слоя поверхностных атомов металла с моноатомным слоем кислорода описывается именно кривой 2. Исходя из понятия активированного состояния, для перевода атомов металла (в комплексе Ме—О) в активное состояние необходимо разорвать связь между ними или, иными словами, осуществить десорбцию химически адсорбированного комплекса Ме—О. Для начала этого процесса необходимо затратить энергию Е2, а далее процесс будет идти с затратой энергии активации десорбции Еа. Таким образом, процесс схватывания двух кристаллов, поверхности которых покрыты химически адсорбированным кислородом, можно представить следующим образом. Энергия системы комплекса Ме—О, характеризуемая минимальным значением в точке X, при получении некоторой избыточной энергии изменяется по правой ветви кривой 2. Сообщаемая системе избыточная энергия расходуется на перераспределение электронной плотности в комплексе Ме—О, что физически выражается в ослаблении связей между атомами металла и кислорода. Когда избыточная энергия достигает значения энергии активации десорбции (в точке А), связь между атомами металла и кислорода ослабевает настолько, что возможен ее полный разрыв. Если разрыв связей двух индивидуальных комплексов Ме—О на каждой из соединяемых поверхностей произойдет синхронно, то, при условии удаления из зоны соединения атомарного кислорода, между атомами металла возникнет устойчивая электронная конфигурация, типичная для невозбужденных атомов в объеме кристалла. Энергия вновь образованного комплекса Ме—Ме изменится по кривой 3, которая достигнет минимального значения в точке М. Процесс образования прочных^ связей между атомами соединяемых металлов можно считать завершенным. Проанализируем далее процесс схватывания двух монокристаллов, реальные поверхности которых геометрически и атомно неоднородны и имеют слой окислов. Рассмотрим строение окис-ного слоя на реальной поверхности монокристалла какого-либо металла. Согласно теории окисления для большинства металлов вначале наблюдается адсорбция (даже при низких температурах) и далее следует само окисление, скорость которого определяется значениями параметров процесса и природой металла. В этой связи будем различать хемосорбированный слой (как это было в случае полуреальной поверхности) и слой окисла определенного стехиометрического состава. Выше было показано, что связь, возникающая между кислородом и поверхностными атомами металла в хемосорбированном слое, ионно-ковалентная. Эта связь
Карта
|
|