отличается от связи кислорода с металлом в окисле того же стехио-метрического состава тем, что она значительно сильнее. Тот факт, что величина теплоты адсорбции в большой части случаев выше теплоты образования окисла, указывает на то, что связь металл— кислород, от которой зависит стабильность комплекса адсорбции, энергетически более выгодна, чем связь металл—кислород в окисле. Это различие в стабильности оказывается основополагающим при оценке роли активных центров в процессе схватывания. Рассмотрим поведение окисной пленки на металле при соединении в твердой фазе в вакууме, когда активирующим фактором взаимодействия является, в частности, температура. Необходимо ответить на вопрос, может ли воздействие температуры и вакуума привести к удалению окисла и десорбции кислорода с поверхности металла, т. е. может ли такая обработка приблизить рассматриваемую реальную поверхность к идеализированной ювенильной. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что длительная обработка большинства металлов при высоких температурах и в вакууме не хуже 10~8 мм рт. ст. обеспечивает удаление с поверхности окисного слоя, но не обеспечивает получение абсолютно чистой (ювенильной) поверхности [411. Таким образом, процесс очистки металлической поверхности от окисной пленки не тождествен процессу разрыва связей (десорбции) металл—кислород в хемо-сорбированном слое, ибо диссоциация окисла энергетически более выгодна, чем разрыв связи металл—кислород. В этой связи термодинамические табличные данные, характеризующие условия стабильности окислов в функции температуры и давления и относящиеся к окислам, взятым в больших количествах, не могут быть применены к тонким пленкам толщиной порядка нескольких ангстрем. Следовательно, основным отличием рассматриваемой модели схватывания реальных поверхностей (в условиях сварки в вакууме с подогревом) от модели с «полуреальными» поверхностями является то, что реальные поверхности геометрически и атомно неоднородны. Представим сближение двух реальных поверхностей, которые геометрически и атомно неоднородны и имеют слой химически адсорбированного кислорода, но не имеют слоя окисла, что соответствует состоянию поверхности при сварке в вакууме давлением с подогревом. Очевидно, что из-за наличия микронеровностей физический контакт развивается не одновременно по всей поверхности, а постепенно на отдельных участках, где напряжение выше среднего расчетного давления. Площадку контакта, образованную к некоторому моменту времени после соприкосновения поверхностей за счет пластической деформации двух противолежащих микровыступов, можно рассматривать в качестве аналога сближения двух «полуреальных» поверхностей после образования между ними физического контакта. В этой связи условия, необходимые для образования металлических связей между атомами соединяемых поверхностей, аналогичны условиям, рассмотренным выше для 19
Карта
|
|