ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дополнительный библиографический список из "Химическая термодинамика материалов" Отметим, что если значения трех межфазных натяжений равны, то углы в также равны и каждый составляет 120°. Например, если взболтать смесь воды и мыла в закрытом сосуде, то границы образ)тощихся пузырей обычно встречаются под углом 120°. [c.343] Граница зерна называется когерентной, когда через эту границу прослеживается непрерывность кристаллической структуры от одного зерна к другому. Если угол разориентировки между двумя кристаллическими структурами очень мал, то обычно наблюдается небольшое число дефектов (дислокаций, вакансий), связанных с границами зерен. В конечном итоге разориентировка становится такой, что уже невозможно больше проследить какую-либо непрерывность перехода между решетками двух соседних зерен. В этом случае границу называют некогерентной. [c.345] В большинстве случаев межфазное натяжение границ зерен с большим углом разориентировки (например, больше чем 20 или 25°) практически не зависит от величины угла. Но при малом угле разориентировки межфазное натяжение границ зерен сильно зависит от величины этого угла. [c.345] Описание экспериментальных методов измерения межфазного натяжения выходит за рамки данной книги. Достаточно полный обзор данных методов можно найти, например, в монографии Мурра [26]. Здесь же мы кратко опишем только метод нулевой ползучести, который получил широкое распространение для измерения поверхностного натяжения твердых тел . [c.347] Метод нулевой ползучести основан на том, что тонкие проволочки или фольги, нагретые до температур, близких к точкам их плавления, будут сжиматься, если поверхностное натяжение больше, чем статическое растяжение, связанное с нагрузкой (такой как вес проволочки или фольги), и растягиваться (ползти) в случае, когда а меньше указанной величины. Путем нагружения образцов в нескольких точках, получают набор экспериментальных данных, по которым строят зависимость степени растяжения от величины нагрузки. Нагрузка, соот-ветствуюшая точке нулевой ползучести, дает возможность рассчитать поверхностную энергию. Наличие границ зерен отчасти усложняет анализ, так как в расчетах необходимо учитывать межфазное натяжение на этих границах. Однако соотношение между значениями поверхностного натяжения (на границе зерна и на поверхности металл - газ) может быть получено путем изучения канавок по границам зерна, возникающих на поверхности образца, и измерения соответствующего двугранного угла (рис. 13.14). Следовательно, сочетание метода нулевой ползучести с измерением двугранного угла позволяет получить значения межфазного натяжения как на поверхности металл - газ, так и на границах зерен. [c.348] В табл. 13.1 представлены величины поверхностного натяжения жидких металлов при температурах их плавления, полученные разными методами в восстановительной или нейтральной среде (например, в водороде, аргоне и вакууме). Для любого металла имеется значительный разброс значений о, полученных различными исследователями. При этом наиболее часто встречающийся и самый важный источник ошибок связан с наличием примесей. Обычно трудно получить точность определения а существенно выше, чем 2 %. [c.348] Водные растворы имеют, как правило, более низкое поверхностное натяжение, чем жидкие металлы. Поверхностное натяжение самой воды при 0°С равно 77 мДж/м . Органические жидкости характеризуются величиной а порядка 20-40 мДж/м [ 29]. Значения поверхностного натяжения расплавленных оксидов и силикатных стекол по порядку величины сравнимы с а жидких металлов. В табл. 13.2 представлены значения поверхностного натяжения для некоторых галогенидов, оксидов и сульфидов [ 30]. [c.348] Твердые металлы при температуре их плавления имеют поверхностное натяжение примерно на 20 % выше, чем жидкие. Для границ зерен с больпшми углами разориентировки величина межфазного натяжения составляет примерно одну треть от значения о для свободной поверхности [32]. [c.348] Отметим, также, что межфазное натяжение зависит от температуры и понижается с увеличением Т. Например, для металлов с кубической решеткой да/дТ -0,45 мДж/(м -К). [c.348] Это соотношение подтверждено в [38] на основе скачкообразного изменения плотности электронов на границе ячейки Вигнера - Зейтца. [c.351] 2 были выведены условия равновесия в гетерогенной системе без учета поверхностей раздела фаз. В данной главе установлено, что равенства температур и химических потенциалов любых компонентов не изменяются, если ввести в рассмотрение межфазные поверхности. Но если эти поверхности криволшхейны, то давления по обе их стороны будут разными. [c.351] Вернуться к основной статье