المنتجات المعدنية تشكل القاعدة الرئيسيةدعم البنية التحتية للاتصالات الهندسية ، بمثابة المواد الخام لصناعة بناء الآلات والبناء. في كل من هذه المجالات ، يرتبط استخدام هذه العناصر بمسؤولية عالية. تتأثر هياكل التركيب والتوصيل بالأحمال الكيميائية والميكانيكية على حد سواء ، مما يستدعي إجراء تحليل أولي لخصائص المادة. لفهم المعلمات التشغيلية ، يتم استخدام مفهوم ، مثل طاقة المعدن الذي يحدد سلوك عنصر أو هيكل فردي تحت ظروف التشغيل المختلفة.
وهناك الكثير من العمليات في هيكل معدنييتم تحديد المنتجات من خلال خصائص الطاقة الحرة. يؤدي وجود مادة أيونات بهذه الإمكانية إلى نقلها إلى وسائط أخرى. على سبيل المثال ، في سياق التفاعل مع المحاليل التي تحتوي على أيونات مشابهة ، تدخل العناصر المعدنية في خليط التلامس. ولكن هذا يحدث في الحالات التي تتجاوز فيها طاقة المعادن الحرة تلك الموجودة في المحلول. ونتيجة لذلك ، يمكن تشكيل حقل كهربائي إيجابي في الحقل الكهربائي المزدوج بسبب الإلكترونات الحرة المتبقية بالقرب من سطح المعدن. كما يعمل تقوية هذا الحقل كحاجز أمام مرور أيونات جديدة - وبالتالي إنشاء حدود مرحلية تمنع انتقال العناصر. تستمر عملية مثل هذا النزوح حتى يتم الوصول إلى فرق الجهد الحد في الحقل الذي تم تشكيله حديثا. يتم تحديد حدود الذروة بواسطة توازن الاختلافات المحتملة في المحلول والمعدن.
عندما تحصل على جزيئات جديدة على المعدنالسطح هو تطوير المناطق الحرة. خلال عملية الترحيل ، تحتل الجزيئات سطح التجمعات الصغيرة ومناطق الفصل بين الحبوب الصغيرة - وهذه هي القطع للشبكة البلورية. في ظل مثل هذا المخطط ، تتغير الطاقة السطحية الحرة ، والتي تنخفض. في الأجسام الصلبة ، من الممكن أيضًا مراقبة عمليات تسهيل تدفق البلاستيك على المناطق السطحية. وفقا لذلك ، يتم تحديد الطاقة السطحية للمعادن من قبل قوى الجذب للجزيئات. هنا تجدر الإشارة إلى حجم التوتر السطحي ، الذي يعتمد على عدة عوامل. على وجه الخصوص ، يتم تحديده من خلال هندسة الجزيئات وقواتها وعدد الذرات في البنية. موقع الجزيئات في الطبقة السطحية مهم أيضا.
عادة ، تحدث عمليات التوتر فيوسائط غير متجانسة تختلف في واجهة المراحل غير القابلة للامتزاج. ولكن تجدر الإشارة إلى أنه إلى جانب التوتر ، تتجلى خصائص السطح الأخرى أيضًا بسبب معلمات تفاعلها مع الأنظمة الأخرى. يحدد مزيج من هذه الخصائص غالبية المؤشرات التكنولوجية للمعادن. في المقابل ، يمكن للطاقة من المعدن ، من وجهة نظر التوتر السطحي ، وتحديد معالم التحام القطرات في سبائك. وبالتالي ، يكشف الفنيون عن خصائص الحراريات والتدفق ، بالإضافة إلى تفاعلهم مع الوسط المعدني. بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر خواص السطح على سرعة عمليات المعالجة الحرارية ، ومنها تطور الغازات وطلاء المعادن.
وقد لوحظ بالفعل أن تكوين التوزيعيمكن للجزيئات على هيكل السطح المعدني تحديد الخصائص الفردية للمادة. وعلى وجه الخصوص ، فإن الانعكاس المحدد للعديد من المعادن ، وكذلك عدم شفائها ، يرجع إلى توزيع مستويات الطاقة. يساهم تراكم الطاقات في المستويات الحرة والمحتلة في تخصيص أي كمية من مستويين للطاقة. سيكون أحدهم موجودًا في نطاق التكافؤ ، والآخر في مناطق التوصيل. لا يمكن القول أن توزيع الطاقة في الإلكترونات في المعدن هو ثابت ولا يعني أي تغيير. يمكن لعناصر نطاق التكافؤ ، على سبيل المثال ، امتصاص الكميات الخفيفة ، والانتقال إلى نطاق التوصيل. ونتيجة لذلك ، يتم امتصاص الضوء ، لا ينعكس. لهذا السبب ، المعادن لديها بنية مبهمة. أما بالنسبة إلى السطوع ، فهو ناتج عن عملية انبعاث الضوء عند عودة الإلكترونات المنشطة بالإشعاع إلى مستويات طاقة منخفضة.
وتتكون هذه القدرة من الطاقة من الأيونات ، وأيضا عن طريق الحركة الحرارية للإلكترونات التوصيل. بشكل غير مباشر ، تتميز هذه القيمة بالرسوم الداخلية للهياكل المعدنية. على وجه الخصوص ، للصلب الذي هو على اتصال مع الإلكتروليت ، يتم تعيين إمكاناته تلقائيا. ترتبط العديد من العمليات غير المواتية بالتغيرات في الطاقة الداخلية. على سبيل المثال ، في هذا المؤشر ، من الممكن تحديد ظاهرة التآكل والتشوه. في مثل هذه الحالات ، تسبب الطاقة الداخلية للمعدن وجود أخطاء صغيرة وكليّة في البنية. علاوة على ذلك ، فإن التبديد الجزئي لهذه الطاقة تحت تأثير نفس التآكل يضمن أيضًا فقدان جزء معين من الإمكانات. في الممارسة العملية من المنتجات المعدنية ، يمكن أن تتجلى العوامل السلبية للتغير في الطاقة الداخلية في شكل الضرر الهيكلي وانخفاض في ليونة.
عند وصف مجاميع الجزيئات ذلكالتفاعل مع بعضها البعض في المفاهيم الميكانيكية الصلبة ، والطاقة من الإلكترونات تستخدم. عادة ، يتم استخدام القيم المنفصلة التي تحدد طبيعة توزيع هذه العناصر على مستويات الطاقة. وفقا لمتطلبات نظرية الكم ، يتم قياس طاقة الإلكترون في فولت الإلكترون. من المعتقد أنه في المعادن ، تكون إمكانات الإلكترون أعلى بمرتين من الطاقة ، والتي تحسب من النظرية الحركية للغازات تحت ظروف درجة حرارة الغرفة. في هذه الحالة ، لا تعتمد طاقة الإلكترونات من المعادن ، وخصوصًا سرعة العناصر على درجة الحرارة.
حساب الطاقة أيون يسمح لأحد أن يحددخصائص المعدن في عمليات الصهر ، التسامي ، التشوه ، إلخ. على وجه الخصوص ، يحدد التقنيون قوة الشد والمرونة. للقيام بذلك ، نقدم مفهوم الشبكة البلورية ، التي توجد فيها الأيونات. عادة ما يتم حساب إمكانات طاقة أيون مع الأخذ بعين الاعتبار تأثيره المدمر المحتمل على مادة بلورية مع تكوين جسيمات مركبة. يمكن أن تتأثر حالة الأيونات بالطاقة الحركية للإلكترونات التي خرجت من المعادن أثناء التصادم. وحيث أنه في ظل ظروف زيادة فرق الجهد في وسط الأقطاب الكهربائية إلى آلاف الفولتات ، فإن سرعة حركة الجسيمات تزداد بشكل كبير ، فإن الإمكانات التراكمية تكفي لتقسيم جزيئات الكاونتر إلى أيونات.
تتميز المعادن بأنواع مختلطة من التوصيل.الروابط التساهمية و الأيونية ليس لها تمييز حاد و غالبا ما تتداخل مع بعضها البعض. وهكذا ، فإن عملية تصلب المعدن تحت تأثير تشويه المنشطات والبلاستيك يتم تفسيرها فقط من خلال تدفق رابطة معدنية إلى تفاعل تساهمي. وبغض النظر عن نوع هذه الروابط ، يتم تعريفها جميعًا على أنها عمليات كيميائية. في نفس الوقت ، كل وصلة لديها طاقة. على سبيل المثال ، يمكن أن توفر التفاعلات الأيونية والكهروستاتيكية والتساهمية قدرة قدرها 400 كيلوجول. تعتمد الطاقة المحددة على طاقة المعدن عند التفاعل مع الوسائط المختلفة وتحت الأحمال الميكانيكية. يمكن تمييز الروابط المعدنية بمؤشرات قوة مختلفة ، ولكن في أي مظهر لن تكون قابلة للمقارنة مع خصائص مشابهة في الوسائط التساهمية والأيونية.
واحدة من الصفات الأساسية التيتميز طاقة الربط ، هو التشبع. تحدد هذه الخاصية حالة الجزيئات ، وعلى وجه الخصوص ، هيكلها وتكوينها. في معدن ، توجد الجسيمات في شكل منفصل. في السابق ، كانت نظرية روابط التكافؤ تستخدم لفهم الخصائص التشغيلية للمركبات المعقدة ، ولكن في السنوات الأخيرة فقدت أهميتها. مع جميع مزاياها ، لا يفسر هذا المفهوم عددا من الخصائص الهامة. من بينها ، يمكننا أن نلاحظ أطياف الامتصاص في المركبات ، الصفات المغناطيسية ، وغيرها من الخصائص. ولكن عند حساب طاقة السطح في المعادن ، يمكن للمرء أن يحدد خاصية مثل قابلية الاشتعال. يحدد قدرة الأسطح المعدنية على الاشتعال بدون تفجير المنشطات.
تتميز معظم المعادن من خلال التكافؤالتكوين مع الهيكل الإلكتروني. اعتمادا على خصائص هذا الهيكل ، يتم تحديد الحالة الداخلية للمادة. على أساس هذه المؤشرات ومراعاة العلاقات ، يمكن للمرء استخلاص استنتاجات حول قيم درجة حرارة ذوبان معدن معين. على سبيل المثال ، تحتوي المعادن اللينة ، بما في ذلك الذهب والنحاس ، على نقطة انصهار أدنى. وهذا ما يفسره انخفاض عدد الإلكترونات غير الموزعة من الذرات. من ناحية أخرى ، تتميز المعادن اللينة بموصلية عالية ، والتي بدورها ترجع إلى الحركة العالية للإلكترونات. بالمناسبة ، فإن الطاقة المتراكمة من المعدن في ظروف التوصيل الأمثل للأيونات ، توفر التوصيلية الكهربائية العالية بسبب الإلكترونات. هذه هي واحدة من أهم خصائص الأداء ، والتي يتم تحديدها من قبل الدولة المعدنية.
الخصائص الكيميائية للمعادن تحدد إلى حد كبيرصفاتهم الفنية والبدنية. يسمح هذا للمتخصصين بالتركيز على أداء الطاقة للمادة ، من حيث إمكانية استخدامه في ظل ظروف معينة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن دائما اعتبار طاقة المعدن مستقلة. أي ، يمكن أن تختلف إمكاناتها الخاصة اعتمادًا على طبيعة التفاعل مع وسائل الإعلام الأخرى. العلاقة الأكثر تعبيرا من الأسطح المعدنية مع العناصر الأخرى هي مثال لعمليات الهجرة ، عندما يحدث ملء مستويات الطاقة الحرة.
