Поверхностная энергия твердого тела

Поверхностно-активные молекулы, попадая на твердую поверхность, занимают всю свободную поверхность за счет способности перемещаться (мигрировать). Перемещаясь, молекулы проникают в микротрещины на поверхности раздела зерен, в незаполненные узлы кристаллической решетки. При этом значительно понижается свободная поверхностная энергия твердого тела, что в свою очередь приводит к облегчению пластического течения в поверхностном слое. Это действие поверхностно-активных веществ известно как эффект адсорбционной пластификации. [c.61]

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА [c.114]

Повышение давления насыщенного пара над высокодисперсными частицами по сравнению с частицами крупных размеров обусловливает и некоторое понижение температуры их плавления. Например, уменьшение размера частиц салола до 8 мкм понижает его температуру плавления от 42 до 38 °С. Такие данные также позволяют составить представление о возможных значениях поверхностной энергии твердых тел. [c.195]

Знание величины поверхностного натяжения и умение ее предсказывать исходя из химического строения вещества важно, поскольку от поверхностного натяжения жидкостей и поверхностной энергии твердых тел зависят многие их индивидуальные свойства, а также совместимость и растворимость друг в друге. Среди существующих способов расчета поверхностного натяжения наибольшее распространение получила аддитивная схема, основанная на суммировании парахоров, характеризующих вклад отдельных атомов в поверхностное натяжение Расчет проводится по форм ле [c.352]

Основываясь на уравнении (74), можно определить энергию адгезии, если известно поверхностное натяжение твердой поверхности и величина контактного угла смачивания. Свободную поверхностную энергию твердого тела определить труднее, чем свободную поверхностную энергию жидкости, поскольку твердые тела способны выдержать сдвигающее напряжение. В связи с тем, что молекулы жидкости подвижны и могут располагаться так, что внутреннее напряжение снижается, поверхностное натяжение одинаково на всей поверхности. На кристаллическом твердом теле оно одинаково [c.62]

Рассмотрим каплю жидкости на поверхности твердого тела в условиях равновесия (рис. Рис. 8.5. Капля жид-8.5). Поверхностная энергия твердого тела, ости иа поверхности стремясь к уменьшению, растягивает каплю твердого тела по поверхности. Эта энергия выражается поверхностным натяжением твердого тела на границе с газом оз.ь Межфазная энергия оа.з стремится, наоборот, сжать каплю — уменьшить свою поверхностную энергию за счет уменьшения площади поверхности. Против растекания действуют когезионные силы внутри капли. Эта составляющая направлена от границы между твердой, жидкой и газообразной фазами по касательной к сферической поверхности капли и равна 02,1. Угол 0, внутри которого расположена жидкая фаза, называют краевым углом смачивания. Все составляющие можно выразить с помощью векторов сил. Равновесие описывается соотношением [c.289]

Если энергия адсорбции сравнима по величине с энергией связей или молярной поверхностной энергией твердого тела (или превосходит их), это может вызвать существенное изменение структуры его поверхности. Отсюда следует, что поверхность металла в процессе хемосорбции подвергается структурной перестройке. [c.183]

Во многих аналогичных ситуациях, когда прочность твердых тел различной природы, контактирующих с теми или иными средами, оказывается пониженной, эта объясняется уменьшением поверхностной энергии твердого тела в результате адсорбции, хемосорбции, смачивания и других физико-химических взаимодействий [254]. Такой подход, впервые предложенный П. А. Ребиндером, оказывается весьма плодотворным и при описании геологических процессов. Однако сложность природных систем и недоступность большинства из них. прямому наблюдению требует большой осторожности в выводах и тщательного учета всех взаимосвязанных факторов, от которых зависит возможность эффекта и степень его проявления. К этим факторам относятся химический состав твердого тела и среды, определяющий характер межатомных взаимодействий реальная структура (дефектность) твердого тела условия деформирования. [c.92]

При минимальной энергии взаимодействия наблюдается физическая адсорбция, обусловленная диполь-дипольными взаимодействиями Ван-дер-Ваальса. При обменном взаимодействии электронов твердого тела с частицами сорбата образуются химические связи (хемосорбция). При хемосорбции теплота сорбции примерно на порядок больше, чем при физической адсорбции. Если энергия адсорбции сравнима по величине с энергией связей или молекулярной поверхностной энергией твердого тела, то поверхность металла при хемосорбции подвергается структурной перестройке (модификации). [c.46]

Это выражение нуждается в поправке на значение разницы поверхностных энергий твердого тела без адсорбированного слоя жидкости и с адсорбированным слоем. При обработке кокса веществами, образующими на его поверхности адсорбированные слои, можно добиться значительного уменьшения угла смачивания и его слабой зависимости от температуры (рис. 2-53). В том же направлении действует время выдержки и температура смачивания (рис. 2-54). [c.149]

Вместе с тем понижение поверхностной энергии твердого тела происходит не только при адсорбции паров в такой же или еще в большей мере оно имеет место и ири капиллярной конденсации с непрерывным переходом к контакту твердого тела с объемной жидкой фазой соответственно эффекты снижения прочности твердых тел в результате понижения их поверхностной энергии при контакте с жидкой фазой также обычно включаются в обобщенное понятие адсорбционного понижения прочности. [c.336]

Мы рассматриваем только этот случай, поскольку поверхностную энергию твердого тела трудно определить. [c.163]

В 1926 г. X. С. Тейлор предложил гипотезу активных центров, согласно которой степень ненасыщенности связей атома в поверхностном слое зависит от его положения в кристаллической решетке. По Тейлору, атомы поверхности обладают тем более повышенной способностью к адсорбции и катализу, чем менее связаны с другими атомами катализатора (на ребре, углу кристалла, на участке с большой кривизной и т. п.). Из этого следует, что поверхностная энергия твердого тела может меняться от точки к точке. Однако такое объяснение сложной структуры поверхности катализатора и специфичности его каталитического действия далеко от истины. [c.182]

Изучение смачиваемости позволяет проследить за изменением поверхностной энергии твердого тела с поляризацией. [c.216]

Важную, хотя и трудноразрешимую, задачу представляет измерение поверхностной энергии твердых тел. Трудности связаны с тем, что для твердых тел, как правило, не удается реализовать термодинамически обратимое увеличение поверхности раздела фаз, в частности из-за больших необратимых затрат энергии на пластическое деформирование. Тем не менее к настоящему времени разработано несколько методов, позволяющих измерять поверхностную энергию твердых тел (или хотя бы оценивать ее). [c.41]

Перейдем теперь к другой крупной задаче изучению роли физикохимического взаимодействия сплошных твердых тел со средой в процессах деформации и разрушения. Сюда относятся открытые Ребиндером разнообразные эффекты облегчения пластического течения и понижения прочности твердых тел вследствие обратимого физико-химического влияния среды — понижения удельной свободной поверхностной энергии твердых тел и, как следствие этого, уменьшения работы образования новых поверхностей в процессах деформации и разрушения. Отличительные особенности этих явлений, получившие в мировой научной литературе название эффект Ребиндера, заключаются в том, что они, как правило, наблюдаются при совместном действии среды и определенных механических напряжений, когда понижение поверхностной энергии не влечет само по себе развития новой поверхности, но лишь помогает действию внешних сил [c.332]

Поверхностная энергия твердого тела, в особенности кристаллов, зависит от расположения частиц под любой из граней, от способа упаковки молекул. Поэтому даже для одного кристалла или зерна условия смачиваемости по различным поверз ностям неоднозначны. Следовательно, даже для идеального однородного [c.207]

Изучение смачиваемости позволяет проследить за изменением поверхностной энергии твердого тела с поляризацией. На рис. 38 изображена капля жидкости на поверхности твердого электрода. Равновесие капли, очевидно, определяется величинами поверхностных натяжений на трех поверхностях раздела (твердое тело — газ, жидкость — газ, твердое тело — жидкость). Условие равновесия, согласно рис. 38, заключается в том, что [c.220]

Под влиянием адсорбции на поверхности твердых тел наблюдаются эффекты облегчения их пластического течения и понижения прочности, что связано со снижением уровня поверхностной энергии твердого тела и облегчением выхода и разрядки на поверхности дислокаций. [c.58]

Рис. 2. Зависимость поверхностной энергии твердых тел (Дст. , ) от изменения химического потенциала (Др.).

Для определения поверхностной энергии твердых тел используют также зависимость растворимости от размера частиц с привлечением уравнения Томсона (Кельвина). Однако существенное ограничение на применение этого метода накладывает то обстоятельство, что повышенная растворимость частиц, полученных при механическом измельчении, связана также с появлением в них многочисленных дефектов упругих и неупругих иокажений решетки в результате механического воздействия. [c.42]

Образованию граничных пленок в зоне трения способствует поверхностная энергия твердого тела. [c.8]

Катионы расположены в порядке их возрастающей поляризуемости. Так как обменная реакция между глиной и солями металлов обратима, результаты могут рассматриваться только как качественные. Тем не менее они указывают на то, что с ростом поляризуемости адсорбированного катиона начальный контактный угол возрастает и что на глине, обработанной солями свинца и ртути, он приближается к контактому углу для поверхности, обработанной лаурил-амииом. Это можно объяснить снижением свободной поверхностной энергии твердого тела в результате поляризации ионов и поверхность становится более нейтральной. [c.67]

Результаты расчета поверхностной энергии по форму лам (399) и (400) приведены в табл.47. Видно, что в большинстве случаев наблюдается хорошее соответствие расчетных и экспериментальных значений поверхностной энергии. Следует отметить, что экспериментальное определение поверхностной энергии твердых тел, в том числе и полимеров, затруднено, хотя имеются разли шые варианты метода оценки у . Поэтому в литературе можно встретить существенно различающиеся данные по поверхностной энергии для одного и того же полимера. [c.366]

Высокую удельную поверхность сырого катализатора трудно сохранить при прокаливании. Убыль свободной поверхностной энергии твердого тела термодинамически обусловлена. Твердые вещества с высокой удельной поверхностью всегда спекаются. Скорость этого процесса зависит от температуры, газовой среды, физических и химических свойств твердого вещества. Прп достаточно низких тедшературах скорость спекания незначительна. В за-впсимости от механизма спекания скорость нагрева по-разному влияет на катализатор. Если при прокаливании образуется жидкая фаза, то быстрый нагрев может предотвратить быстрое спекание. При медленном нагреве жидкость, покрывая частицы, способствует пх уплотнению. Медленный нагрев может понизить скорость спекания и в тех случаях, когда спекание определяется диффузией в твердой фазе. При низких температурах медленный нагрев позволяет за счет поверхностной диффузии снизить кривизну шеек между частицами, а это уменьшает движущую силу спекания при температурах, при которых лимитирующей стадией становится диффузия в объеме. [c.124]

Высокую удельную поверхность сырого катализатора трудно сохранить при прокаливании. Убыль свободной поверхностной энергии твердого тела термодинамически обусловлена. Поэтому твердые вещества с высокой удельной поверхностью всегда спекаются. Скорость этого процесса зависит от температуры, газовой среды, физических и химических свойств твердого вещества. При достаточно низких температурах скорость спекания незначительна. Обычно спекание начинается с поверхностной диффузии и резко ускоряется, когда температура поверхностп достигает одной трети абсолютной температуры плавления. По мере повышения температуры, как правило, происходит смена лимитирующей стадии спекания — с диффузии по границам зерен на диффузию в объеме решетки. Взаимная ориентировка частиц и пористая структура сильно изменяются. При еще более высоких температурах большое значение приобретают процессы испарения и конденсацпи. [c.26]

Самое малое поверхностное натяжение оказывается у сжиженных инертных газов, симметричные молекулы которых обладают ничтожной поляризуемостью. Поверхностное натяжение органических жидкостей возрастает с увеличением их полярности, Обращает на себя внимание большая величшш поверхностного натяжения воды по сравнению с другими жидкостями. Это связано со склонностью воды к образованию водородных связей. Еще выше поверхностное натяжение расплавленных солей и металлов, для которых характерна ионная связь. Поверхностная энергия твердых тел, определенная косвенными методами, оказалась существенно большей, чем в случае жидкостей. [c.190]

Для изученид поверхностной энергии твердых тел, в том числе металлов, широко используется метод нулевой ползучести , впервые [c.29]

Важную, хотя и трудноразреши1 1ую задачу представляет измерение поверхностной энергии твердых тел. Трудности связаны с тем, что для твердых тел, как правило, не удается реализовать 48 [c.48]

Здесь а удельная работа измельчения, которая может на несколько порядков превосходить поверхностную энергию твердого тела а. Вместе с тем для ряда материалов наблкдается пропорииональность величии а и а. [c.168]

Толщина граничного слоя и его состав зависят от поверхностной энергии твердого тела и жидкости. Дерягин с сотр. показали возможность образования граничных слоев конечной толщины при взаимодействии твердого тела с жидкостями, содержащими поляр-шые компоненты. Толщину граничного слоя нефтяных продуктов иа твердых телах изучали Фукс [132], Колбановская [60], Емелья-V нов [42J, Ощепкова [86] и др.-- [c.66]

В настоящее время отсутствуют надежные способы определения поверхностной энергии твердых тел (от-г). В частности для базисной плоскости пирографита получены резко отличающиеся значения От-г — от 119 до 1800 эрг1см [2, 5, 6]. Описанный метод позволяет определить на абсолютную величину на границе графит — расплав, а разность От-г — От ж [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология