Τα μεταλλικά προϊόντα αποτελούν την κύρια βάσηΥποστήριξη υποδομών επικοινωνιακών επικοινωνιών, ενεργούν ως πρώτες ύλες για τη βιομηχανία και τις κατασκευές μηχανικών. Σε κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, η χρήση τέτοιων στοιχείων σχετίζεται με υψηλή ευθύνη. Οι δομές εγκατάστασης και επικοινωνίας επηρεάζονται τόσο από χημικά όσο και από μηχανικά φορτία, πράγμα που απαιτεί μια αρχική ανάλυση των ιδιοτήτων του υλικού. Για να κατανοήσουμε τις λειτουργικές παραμέτρους, χρησιμοποιείται μια έννοια όπως η μεταλλική ενέργεια, η οποία καθορίζει τη συμπεριφορά ενός μεμονωμένου στοιχείου ή δομής σε ορισμένες συνθήκες λειτουργίας.
Πολλές διαδικασίες στη δομή του μετάλλουτα προϊόντα καθορίζονται από τα χαρακτηριστικά της ελεύθερης ενέργειας. Η παρουσία ιόντων με τέτοιο δυναμικό στο υλικό οδηγεί στη μεταφορά τους σε άλλα μέσα. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης με διαλύματα που περιέχουν παρόμοια ιόντα, μεταλλικά στοιχεία εισέρχονται στο μείγμα επαφής. Αλλά αυτό συμβαίνει σε περιπτώσεις όπου η ελεύθερη ενέργεια μετάλλων υπερβαίνει εκείνη της λύσης. Ως αποτέλεσμα, μια θετική επένδυση του διπλού ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να σχηματιστεί εξαιτίας των ελεύθερων ηλεκτρονίων που παραμένουν κοντά στη μεταλλική επιφάνεια. Η ενίσχυση αυτού του πεδίου ενεργεί επίσης ως εμπόδιο στη διέλευση νέων ιόντων - δημιουργώντας έτσι ένα όριο φάσης που εμποδίζει τη μετάβαση των στοιχείων. Η διαδικασία μιας τέτοιας κίνησης συνεχίζεται έως ότου επιτευχθεί η μέγιστη διαφορά δυναμικού στο νεοσχηματισμένο πεδίο. Το ανώτατο όριο καθορίζεται από την ισορροπία των πιθανών διαφορών στο διάλυμα και το μέταλλο.
Όταν νέα μόρια χτυπούν το μέταλλοη επιφάνεια είναι η ανάπτυξη ελεύθερων ζωνών. Κατά τη διαδικασία της κίνησης, τα μόρια καταλαμβάνουν μικροπλάκες στην επιφάνεια και τα τμήματα του διαχωρισμού των μικρών κόκκων είναι τμήματα του κρυσταλλικού πλέγματος. Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, συμβαίνει μια αλλαγή στην ελεύθερη επιφανειακή ενέργεια, η οποία μειώνεται. Στα στερεά, μπορεί κανείς να παρατηρήσει επίσης τις διαδικασίες διευκόλυνσης της ροής πλαστικών σε επιφανειακές περιοχές. Κατά συνέπεια, η επιφανειακή ενέργεια των μετάλλων καθορίζεται από τις δυνάμεις έλξης των μορίων. Εδώ αξίζει να σημειωθεί το μέγεθος της επιφανειακής τάσης, η οποία εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Συγκεκριμένα, καθορίζεται από τη γεωμετρία των μορίων, τη δύναμή τους και τον αριθμό των ατόμων στη δομή. Η θέση των μορίων στο επιφανειακό στρώμα έχει επίσης σημασία.
Συνήθως, οι διαδικασίες έντασης συμβαίνουν στοετερογενή περιβάλλοντα που διαφέρουν στη διασύνδεση των αναμίξιμων φάσεων. Αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι μαζί με την ένταση, εκδηλώνονται και άλλες επιφανειακές ιδιότητες, λόγω των παραμέτρων της αλληλεπίδρασής τους με άλλα συστήματα. Ο συνδυασμός αυτών των ιδιοτήτων καθορίζει τις περισσότερες από τις τεχνολογικές παραμέτρους του μετάλλου. Με τη σειρά του, η μεταλλική ενέργεια, από την άποψη της επιφανειακής τάσης, μπορεί να καθορίσει τις παραμέτρους συνένωσης των σταγονιδίων σε κράματα. Οι τεχνολόγοι, επομένως, αναγνωρίζουν τα χαρακτηριστικά των πυρίμαχων και ροών, καθώς και την αλληλεπίδρασή τους με το μεταλλικό μέσο. Επιπλέον, οι επιφανειακές ιδιότητες επηρεάζουν την ταχύτητα των θερμοτεχνολογικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της εξέλιξης του αερίου και του αφρισμού των μετάλλων.
Έχει ήδη σημειωθεί ότι η διαμόρφωση διανομήςμόρια στη δομή της μεταλλικής επιφάνειας μπορούν να καθορίσουν τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά του υλικού. Συγκεκριμένα, η συγκεκριμένη αντανάκλαση πολλών μετάλλων, καθώς και η αδιαφάνεια τους, καθορίζεται από την κατανομή των επιπέδων ενέργειας. Η συσσώρευση ενέργειας σε ελεύθερα και κατεχόμενα επίπεδα συμβάλλει στην προμήθεια οποιουδήποτε κβαντικού με δύο επίπεδα ενέργειας. Το ένα από αυτά θα είναι στη ζώνη σθένους και το άλλο στις θέσεις αγωγιμότητας. Δεν μπορεί να ειπωθεί ότι η κατανομή ενέργειας ηλεκτρονίων στο μέταλλο είναι στάσιμη και δεν συνεπάγεται αλλαγές. Τα στοιχεία της ζώνης σθένους, για παράδειγμα, μπορούν να απορροφήσουν φως κβάντα μεταβαίνοντας στη ζώνη αγωγιμότητας. Ως αποτέλεσμα, το φως απορροφάται, δεν ανακλάται. Για το λόγο αυτό, τα μέταλλα έχουν αδιαφανή δομή. Όσον αφορά τη φωτεινότητα, προκαλείται από τη διαδικασία εκπομπής φωτός όταν τα ηλεκτρόνια που ενεργοποιούνται από την ακτινοβολία επιστρέφουν σε χαμηλά επίπεδα ενέργειας.
Αυτό το δυναμικό σχηματίζεται από την ενέργεια των ιόντων καιεπίσης με θερμική κίνηση ηλεκτρονίων αγωγιμότητας. Αυτή η τιμή χαρακτηρίζεται έμμεσα από τα εγγενή φορτία των μεταλλικών κατασκευών. Ειδικότερα, για χάλυβα που έρχεται σε επαφή με ηλεκτρολύτες, το δικό του δυναμικό ρυθμίζεται αυτόματα. Πολλές δυσμενείς διαδικασίες σχετίζονται με αλλαγές στην εσωτερική ενέργεια. Για παράδειγμα, αυτός ο δείκτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των φαινομένων διάβρωσης και παραμόρφωσης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η εσωτερική ενέργεια του μετάλλου καθορίζει την παρουσία μικρο-και μακρο-βλάβης στη δομή. Επιπλέον, η μερική διάχυση αυτής της ενέργειας υπό τη δράση της ίδιας διάβρωσης παρέχει επίσης απώλεια ενός συγκεκριμένου κλάσματος του δυναμικού. Στην πρακτική της χρήσης μεταλλικών προϊόντων, αρνητικοί παράγοντες αλλαγών στην εσωτερική ενέργεια μπορούν να εκδηλωθούν με τη μορφή δομικής βλάβης και μείωσης της πλαστικότητας.
Κατά την περιγραφή μιας συλλογής σωματιδίων πουαλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε μια στερεά, κβαντο-μηχανικές έννοιες της ενέργειας των ηλεκτρονίων. Συνήθως χρησιμοποιούνται συγκεκριμένες τιμές, οι οποίες καθορίζουν τη φύση της κατανομής αυτών των στοιχείων ανά ενεργειακά επίπεδα. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της κβαντικής θεωρίας, η μέτρηση της ενέργειας των ηλεκτρονίων γίνεται σε ηλεκτρονικά βολτ. Πιστεύεται ότι στα μέταλλα το δυναμικό των ηλεκτρονίων υπερβαίνει την ενέργεια κατά δύο τάξεις μεγέθους, το οποίο υπολογίζεται σύμφωνα με την κινητική θεωρία των αερίων σε θερμοκρασία δωματίου. Σε αυτήν την περίπτωση, η ενέργεια της απελευθέρωσης ηλεκτρονίων από μέταλλα και, συγκεκριμένα, η ταχύτητα κίνησης των στοιχείων δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία.
Ο υπολογισμός της ιοντικής ενέργειας επιτρέπει τον προσδιορισμόχαρακτηριστικά του μετάλλου στις διαδικασίες τήξης, εξάχνωσης, παραμόρφωσης κ.λπ. Ειδικότερα, οι τεχνολόγοι αποκαλύπτουν δείκτες αντοχής και ελαστικότητας. Γι 'αυτό, εισάγεται επίσης η έννοια ενός κρυσταλλικού δικτυωτού πλέγματος, στους κόμβους των οποίων υπάρχουν ιόντα. Το ενεργειακό δυναμικό ενός ιόντος υπολογίζεται συνήθως λαμβάνοντας υπόψη το δυναμικό του για καταστροφική επίδραση σε μια κρυσταλλική ουσία με το σχηματισμό σύνθετων σωματιδίων. Η κατάσταση των ιόντων μπορεί επίσης να επηρεαστεί από την κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων που εξέρχονται από μέταλλα κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης. Δεδομένου ότι υπό συνθήκες αύξησης της διαφοράς δυναμικού στο μέσο των ηλεκτροδίων σε χίλια βολτ, η ταχύτητα κίνησης των σωματιδίων αυξάνεται σημαντικά, το συσσωρευμένο δυναμικό είναι αρκετό για να χωρίσει τα αντίθετα μόρια σε ιόντα.
Τα μέταλλα χαρακτηρίζονται από μικτούς τύπους δεσμών.Οι ομοιοπολικοί και ιοντικοί δεσμοί δεν έχουν έντονη διάκριση και συχνά αλληλεπικαλύπτονται μεταξύ τους. Έτσι, η διαδικασία σκλήρυνσης μετάλλου υπό την επίδραση κράματος και πλαστικής παραμόρφωσης εξηγείται ακριβώς από την υπερχείλιση του μεταλλικού δεσμού σε ομοιοπολική αλληλεπίδραση. Ανεξάρτητα από τον τύπο αυτών των δεσμών, όλοι ορίζονται ως χημικές διεργασίες. Επιπλέον, κάθε σύνδεση έχει ενέργεια. Για παράδειγμα, οι ιονικές, ηλεκτροστατικές και ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις μπορούν να παρέχουν δυναμικότητα 400 kJ. Η συγκεκριμένη τιμή θα εξαρτηθεί επίσης από την ενέργεια του μετάλλου όταν αλληλεπιδρά με διαφορετικά μέσα και υπό μηχανική πίεση. Οι μεταλλικοί δεσμοί μπορούν να χαρακτηριστούν από διαφορετικούς δείκτες αντοχής, αλλά σε οποιαδήποτε εκδήλωση δεν θα είναι συγκρίσιμοι με παρόμοιες ιδιότητες σε ομοιοπολικά και ιοντικά μέσα.
Ένα από τα κορυφαία χαρακτηριστικά πουχαρακτηρίζουν την ενέργεια των δεσμών, είναι ο κορεσμός. Αυτή η ιδιότητα καθορίζει την κατάσταση των μορίων και, συγκεκριμένα, τη δομή και τη σύνθεσή τους. Στο μέταλλο, τα σωματίδια υπάρχουν σε διακριτή μορφή. Προηγουμένως, η θεωρία των δεσμών σθένους χρησιμοποιήθηκε για την κατανόηση των λειτουργικών ιδιοτήτων των σύνθετων ενώσεων, αλλά τα τελευταία χρόνια έχει χάσει τη σημασία της. Για όλα τα πλεονεκτήματά της, αυτή η ιδέα δεν εξηγεί ορισμένες σημαντικές ιδιότητες. Μεταξύ αυτών είναι τα φάσματα απορρόφησης σε ενώσεις, μαγνητικές ιδιότητες και άλλα χαρακτηριστικά. Αλλά κατά τον υπολογισμό της επιφανειακής ενέργειας σε μέταλλα, μπορεί κανείς να αποκαλύψει μια ιδιότητα όπως η αναφλεξιμότητα. Μετρά την ικανότητα των μεταλλικών επιφανειών να αναφλέγονται χωρίς να πυροδοτούν ενεργοποιητές.
Τα περισσότερα μέταλλα χαρακτηρίζονται από σθένοςδιαμόρφωση με ηλεκτρονική δομή. Ανάλογα με τις ιδιότητες αυτής της δομής, καθορίζεται επίσης η εσωτερική κατάσταση του υλικού. Με βάση αυτούς τους δείκτες και λαμβάνοντας υπόψη τις σχέσεις, μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με τις τιμές της θερμοκρασίας τήξης ενός συγκεκριμένου μετάλλου. Για παράδειγμα, τα μαλακά μέταλλα όπως ο χρυσός και ο χαλκός έχουν χαμηλότερο σημείο τήξης. Αυτό οφείλεται στη μείωση του αριθμού των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων στα άτομα. Από την άλλη πλευρά, τα μαλακά μέταλλα έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα, η οποία, με τη σειρά της, εξηγείται από την υψηλή κινητικότητα των ηλεκτρονίων. Παρεμπιπτόντως, ένα μέταλλο που αποθηκεύει ενέργεια υπό συνθήκες βέλτιστης αγωγιμότητας ιόντων παρέχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα λόγω των ηλεκτρονίων. Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά απόδοσης, το οποίο καθορίζεται από τη μεταλλική κατάσταση.
Οι χημικές ιδιότητες των μετάλλων καθορίζουν σε μεγάλο βαθμότις τεχνικές και φυσικές τους ιδιότητες. Αυτό επιτρέπει στους ειδικούς να επικεντρώνονται στην ενεργειακή απόδοση του υλικού, από την άποψη της δυνατότητας χρήσης του σε ορισμένες συνθήκες. Επιπλέον, η ενέργεια ενός μετάλλου δεν μπορεί πάντα να θεωρείται ανεξάρτητη. Δηλαδή, το δικό του δυναμικό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης με άλλα περιβάλλοντα. Οι πιο εκφραστικές συνδέσεις μεταλλικών επιφανειών με άλλα στοιχεία αποτελούν παραδείγματα διαδικασιών μετανάστευσης, όταν γεμίζουν τα επίπεδα ελεύθερης ενέργειας.
