О СВЯЗИ МЕЖФАЗНОЙ ЭНЕРГИИ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО- РАСПЛАВ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ
Отсутствие прямых экспериментальных методов измерения межфазной энергии на границе раздела твердое тело расплав σтр. вызывает необходимость проведения косвенных измерений. В частности, в эксперименте относительно легко измеряются поверхностная энергия расплава σрп. и угол смачивания расплавом поверхности твердого тела θ. Затем, используя уравнение Юнга рассчитывают поверхностную энергию твердого тела σтп. и межфазную энергию на границе раздела твердое тело-расплав. К сожалению, попытки вывести соотношение, связывающее величину межфазной энергии на границе раздела твердое тело-расплав с поверхностной энергией гомогенных фаз, до настоящего времени не увенчались успехом. Не установлена также прямой связи между краевым углом и межфазной энергией на границе раздела твердая фаза-расплав. Поэтому в литературе используются различные приближения. В частности, широко используется приближение Рэлея, связывающее межфазную энергию σтр. с поверхностной энергией твердой σтп. и жидкой σрп. фаз [1-4] и др.
.( 1)
В настоящей работе, используя приближение Рэлея, развита термодинамическая теория, позволяющая произвести расчеты межфазных хаpaктеристик в конденсированных системах.
Суть приближения Рэлея состоит в предположении о том, что изменение свободной энергии адгезии ΔFаij есть геометрическое среднее между изменениями свободной энергии гомогенных фаз
(2)
где i и j - относятся к отдельным фазам в частности, в случае контакта твердого тела и расплава, i означает твердое тело, а j - расплав (жидкость).
Над теоретическим обоснованием предположения Рэлея в последнее время работали многие авторы. В частности, в работах [1-4] и др. подробно рассмотрены возможные варианты его применения к расчету удельной свободной поверхностной энергии различных типов твердых тел.
Анализ расчетных формул, выведенных в литературе с применением приближения Рэлея показывает, что численные результаты σтп и σтр, полученные с их помощью, не согласуются с экспериментальными данными.
Недостатком работ, в которых используется приближение Рэлея, по нашему мнению, является игнорирование изменения всех поверхностей при образовании границ раздела фаз.
В настоящей работе для устранения противоречий результатов теории с экспериментом, при выводе формул для sтп и sтр, нами учтены последние замечания.
Как известно, при образовании новых поверхностей, изменение свободной энергии (численно равное работе образования новых поверхностей раздела фаз), равно
, (3)
где ΔFi, ΔFj - изменения свободных энергий при образовании гомогенных фаз, ΔFij- гетерогенной фазы, ΔFijα -изменение свободной энергии адгезии i-ой и j-ой фаз. В связи с тем что теория образования гомогенных и гетерогенных фаз в настоящее время хорошо разработана и является общеизвестной, поэтому запишем без вывода, получающиеся формулы для работ образования критических зародышей соответствующих фаз
, , . (4)
Из формулы (2), получим
. (5)
В формулах (4) и (5) Δμ - изменение химического потенциала одной частицы, отнесенный к единице объема соответствующей фазы.
Подставляя (4) и (5) в (3), после некоторых преобразований, получим формулу для расчета σтп.
(6)
Подстановка формулы (6) в уравнение Юнга для косинуса краевого угла, дает формулу для расчета межфазной энергии между твердой и жидкой фазами σтр.
σтр = σрп (1 + cosθ + cos2θ). (7)
Отметим, что формулы (6) и (7) позволят определить межфазные энергии σтп и σтр из данных экспериментально измеримых величин σрп и θ - поверхностной энергии расплава и угла смачивания в системах, в которых отсутствуют химические реакции между твердым телом и расплавом (жидкостью).
Используя формулы (6) и (7) - составлена таблица относительных значений межфазных энергий в зависимости от краевого угла θ, что позволит исследователям быстро и с достаточной для пpaктики точностью, произвести расчеты σтп и σтр для различных типов твердых тел, находящихся в контакте с различными расплавами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Good R.J, Girifalco L.A A theory for estimation of surface and interfacial ener gies. Estimation of surface energies of solids from contact angle data // j. phys. chem. 1960. V.64.P.561-565.
- Zisman W.A. Relation of the equilibrium contact angle to liquid and solid constitution// Adυan. Chem.Ser.1964.№43.p.1-51.
- Rhee S.K. A method for determining surface energies of solids: temperature-variant contact angle method// Mater. Sci-and Eng. 1977.V.16,№1.Р 45-51.
- Good J. Surface free Energy of solids and liquids: Thermodiynamic, molecular and structure// J. of colloid and interface Sci. 1977. V.59, №3. Р 398-419.
Статья в формате PDF
117 KB...
03 05 2026 16:20:22
Статья в формате PDF
199 KB...
02 05 2026 22:36:56
Статья в формате PDF
94 KB...
01 05 2026 18:31:29
Статья в формате PDF
248 KB...
30 04 2026 9:18:15
Статья в формате PDF
226 KB...
29 04 2026 17:28:56
Статья в формате PDF
149 KB...
28 04 2026 14:49:21
Статья в формате PDF
100 KB...
27 04 2026 22:18:55
Статья в формате PDF
118 KB...
26 04 2026 20:45:46
Статья в формате PDF
221 KB...
25 04 2026 5:44:15
Статья в формате PDF
268 KB...
24 04 2026 11:29:57
Статья в формате PDF
101 KB...
23 04 2026 19:45:12
Статья в формате PDF
368 KB...
19 04 2026 11:48:57
Статья в формате PDF
100 KB...
18 04 2026 11:49:39
Статья в формате PDF
140 KB...
17 04 2026 15:48:43
Статья в формате PDF
105 KB...
16 04 2026 15:34:23
Статья в формате PDF
111 KB...
12 04 2026 13:27:57
Статья в формате PDF
218 KB...
11 04 2026 6:53:43
Статья в формате PDF
135 KB...
10 04 2026 6:21:32
Статья в формате PDF
111 KB...
09 04 2026 21:12:13
Статья в формате PDF
90 KB...
07 04 2026 14:18:46
Статья в формате PDF
89 KB...
06 04 2026 11:49:35
Статья в формате PDF
119 KB...
05 04 2026 6:52:43
Статья в формате PDF
250 KB...
04 04 2026 18:10:50
Статья в формате PDF
311 KB...
02 04 2026 10:13:41
Установлены специфические особенности микробного населения почв мерзлотных горно-таежных техногенных ландшафтов Эльконского ураново-рудного района на территории Южной Якутии. Такие как высокая численность эколого-трофических групп микроорганизмов (2,0·103–7,6·107 кл/г), сопоставимая с плотностью микробов в лугово-степных почвах Центральной Якутии и особый хаpaктер распределения их по профилю почв в зависимости от содержания в них урана. В почве радиоактивно-загрязненного разреза с уменьшением содержания урана до 161 мг/кг наблюдается увеличение численности всех исследованных групп микроорганизмов. В остальных образцах данного разреза с увеличением содержания урана в почве наблюдается исчезновение или спад численности микроорганизмов на 1–2 порядка. В отличие от загрязненного разреза в почве нативного ландшафта численность микроорганизмов остается достаточно высокой по всему почвенному профилю.
...
01 04 2026 19:39:26
Статья в формате PDF
110 KB...
31 03 2026 23:34:32
Статья в формате PDF
135 KB...
30 03 2026 10:40:14
Статья в формате PDF
251 KB...
29 03 2026 1:25:38
Статья в формате PDF
107 KB...
28 03 2026 18:12:36
Статья в формате PDF
103 KB...
27 03 2026 14:51:40
Статья в формате PDF
121 KB...
26 03 2026 10:52:44
Статья в формате PDF
102 KB...
25 03 2026 23:16:20
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
