ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура поверхности и межфазных границ из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" ДЛЯ ускорения процессов компактирования необходимо, чтобы ф было равно нулю, так что две твердых частицы должны быть разделены жидкой пленкой. Это происходит, например, при добавлении малых количеств слоистых материалов, таких как тальк, каолин. Эти соотношения также важны при определении свойств конечных композиций, на которые влияет распределение фаз. [c.167] Как уже обсуждалось ранее, поверхность фазы или межфазных границ имеет повышенную энергию по сравнению с внутренней частью твердого тела. Для образования системы с минимальной избыточной свободной энергией поверхность перестраивается. Растворенные вещества, которые понижают поверхностную энергию, имеют тенденцию концентрироваться на поверхности, точно так же ориентируются и диполи, чтобы соответствовать минимальной энергии. [c.167] Когда оксиды, например окись кремния, раскалываются при низких температурах, скол не следует по определенным кристаллографическим ориентациям, а просто рвется большое число 81—0 связей, образуя ионы 81 + и 0 . Образуется высокоэнергетическая и реакционно способная поверхность, которая адсорбирует кислород из воздуха с понижением энергии поверхности. Подобная адсорбция кислорода также происходит на поверхности металлов и карбидов металлов. После легкого и быстрого формирования оксидного слоя удаление кислорода — дело гораздо более трудное. Даже системы, не обладающие сильным сродством к электрону, сорбируют кислород на поверхности (см. рис. 4.8). [c.168] В атмосфере, содержащей кислород, поверхностная энергия понижается с увеличением адсорбции кислорода. Подобный, но более заметный эффект отмечен для более высокоэнергетической поверхности жидкого железа (см. рис. 4.9). [c.168] Добавление кислорода или серы формирует монослой, который приводит к понижению энергии. Для меньших ионов, таких как углерод или азот, этот эффект весьма мад или вообще отсутствует. [c.168] Поверхностная энергия оксида кремния составляет 0,3 Дж/м , и его поверхность уже покрыта ионами кислорода, и добавление различных примесей не столь эффективно, как для металлов. Более существенный эффект наблюдается при добавлении жидких оксидов, имеющих большую поверхностную энергию, например оксида железа или оксида кальция. [c.168] Изменения поверхностной энергии для двухкомпонентных систем приведены на рис. 4.10. [c.169] Титан сильно взаимодействует с кислородом поверхности и концен-фируется на оксидной поверхности. Действие других компонент — хрома, индия и олова гораздо слабее. [c.170] термодинамический подход позволяет рассмафивать многие поверхностные явления, такие как химические реакции на поверхности, поверхностная пересфойка атомов, формирование поверхности, адсорбция на языке свободной энергии, химического потенциала и поверхностного натяжения. Следующие пункты этой главы включают применение этих понятий к проблеме нуклеации и образования нанокластеров. [c.170] Вернуться к основной статье