Межфазное натяжение и работа адгезии в двухкомпонентных металлических системах

• Автор: Шебзухова, Мадина Азметовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение
1 .Межфазное натяжение и работа адгезии на границе двух конденсированных фаз
1.1 Основные термодинамические характеристики границы
раздела конденсированных фаз
1.2 Зависимость межфазного натяжения на границе двух
растворов от основных параметров состояния системы
1.3 Адгезия и основные соотношения для нахождения
работы адгезии
1.3.1 Адгезия и основные теории адгезионного
взаимодействия
1.3.2 Работа адгезии на границе двух взаимно насыщенных растворов
1.4 Критерии предельной поверхностной активности компонентов
1.5 Заключение по первой главе. Постановка задач диссертационной работы
2. Изотерма и изобара межфазного натяжения и состава
на границе двух взаимно насыщенных растворов
2.1 Уравнение изобары межфазного натяжения на границе
двух бинарных растворов, находящихся в равновесии
2.2 Расчёт состава межфазного слоя на границе двух
взаимно насыщенных растворов
2.3 Уравнение изотермы межфазного натяжения на границе двух фаз с учётом зависимостей парциальных величин
от термодинамических активностей компонентов
2.4 Результаты численных расчётов межфазного натяжения и
термодинамических активностей компонентов на границе твёрдых и жидких растворов в двухкомпонентных металлических
системах
2.5 Выводы из второй главы
3. Работа адгезии на границе двух взаимно насыщенных
бинарных растворов
3.1 Уравнение изотермы работы адгезии в двухкомпонентных идеальных системах
3.2 Работа адгезии на границе двух взаимно насыщенных бинарных растворов с учётом межчастичных взаимодействий
3.3 Уравнение изобары работы адгезии в бинарных системах
с плоской границей раздела фаз
3.4 Результаты численных расчётов работы адгезии, коэффициента растекания и краевого угла смачивания на границе твёрдых и жидких металлических растворов
3.5 Выводы из третьей главы
4. Новые критерии предельной межфазной активности
малых добавок на границе двух конденсированных фаз
4.1 Условия межфазной сегрегации малой добавки
4.2 Критерии понижения (повышения) межфазного натяжения
на границе двух конденсированных фаз
4.3 Влияние малой добавки на работу адгезии, краевой угол смачивания и коэффициент растекания
4.4 Выводы из четвёртой главы
Общие выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время общепризнанна роль поверхностей и границ раздела в науке и технике. Общая тенденция к миниатюризации физических приборов и интегральных микросхем мощно стимулирует исследования в области поверхностных явлений. С уменьшением
геометрических размеров, как нетрудно видеть, возрастает роль
поверхности, а в ряде случаев свойства поверхностей и границ раздела играют решающую роль в поведении материалов и в работе физических приборов. В сущности, вся современная микроэлектроника основана на использовании свойств поверхностей и границ раздела в системах металл-диэлектрик-полупроводник и полупроводник-металл.
К настоящему времени наиболее полно теоретически и
экспериментально изучены, так называемые, свободные поверхности или
граница раздела конденсированной фазы и насыщенного пара. Это связано, в первую очередь, с тем, что такие объекты наиболее доступны для непосредственного физического исследования. Так, современные экспериментальные методы низкоэнергетической электронной и ионной спектроскопии не могут быть непосредственно использованы для изучения свойств границ раздела двух конденсированных фаз (твёрдое-твёрдое, твёрдое-жидкость, жидкость-жидкость) без разрушения исследуемого образца. При теоретическом рассмотрении границы твёрдого тела или жидкости с паровой фазой вкладом последней фазы, как правило, можно пренебречь вдали от критических условий, что значительно облегчает решение задачи. В случае же границы раздела двух конденсированных фаз такой возможности нет и необходимо на равных условиях учитывать вклад каждой из объёмных фаз в формировании свойств границы раздела между ними. По этой причине в настоящее время значительно меньше известно о

границе аи(3 фаз. Представляет теоретический и практический интерес нахождение значений Ш на границе контактирующих тел с учётом их взаимной растворимости. В случае взаимного насыщения соприкасающихся тел все три величины, входящие в уравнение (1.52), изменятся. В результате измениться также работа адгезии по сравнению со случаем, когда не принимается во внимание взаимное насыщение фаз. Так, с этим явлением связан факт первоначального растекания одной жидкости по поверхности другой, стягивание, в дальнейшем, в каплю растёкшейся жидкости с соответствующим краевым углом смачивания. Такой эффект имеет место при нанесении бензола на поверхность воды [59,64]. Коэффициент растекания бензола в этой системе в начальный момент, когда находятся в контакте две не растворившиеся друг в друге жидкости,
к; =оН2° -(а(чда +а№ОДЛ))=72,8-(28,9т 35,0>8,$()
является положительной величиной и, следовательно, имеет место полное расщепление. По мере насыщения поверхностное натяжение воды
снижается на Д 0(НгО)=1О,6 мДж/м2, а остальные две величины
(СеЩ) (наод)
((у ,0 ), практически, не изменяются. В результате коэффициент
растекания меняет знак и становится отрицательной величиной
Кр = 62,2-(28,81-35,0)=-1,б(),
вследствие чего бензол стягивается в линзу. При этом на поверхности воды остаётся мономолекулярный слой бензола, находящийся в равновесии с насыщенными парами бензола [59]. Взаимное насыщение приводит к
|дф|
уменьшению работы адгезии на | ~ 16% . Имеются и другие примеры
знака коэффициента растекания в ряде систем по мере взаимного