Kovové výrobky tvoria hlavnú základňuinfraštruktúrna podpora inžinierskych komunikácií, pôsobiť ako suroviny pre strojársky priemysel a stavebníctvo. V každej z týchto oblastí je použitie takýchto prvkov spojené s vysokou zodpovednosťou. Chemické aj mechanické zaťaženie ovplyvňuje inštalačné a komunikačné štruktúry, čo si vyžaduje primárnu analýzu vlastností materiálu. Na pochopenie prevádzkových parametrov sa používa taká koncepcia, ako je kovová energia, ktorá určuje správanie jednotlivého prvku alebo štruktúry za určitých prevádzkových podmienok.
Mnoho procesov v štruktúre kovuVýrobky sú určené vlastnosťami voľnej energie. Prítomnosť iónov s takým potenciálom v materiáli vedie k ich pohybu do iných médií. Napríklad v priebehu interakcie s roztokmi obsahujúcimi podobné ióny, kovové prvky idú do kontaktnej zmesi. Stáva sa to však v prípadoch, keď voľná energia kovov prevyšuje energiu v roztoku. Výsledkom je, že sa môže vytvoriť pozitívna doska dvojitého elektrického poľa, pretože voľné elektróny zostávajú v blízkosti kovového povrchu. Posilnenie tohto poľa tiež pôsobí ako bariéra pre priechod nových iónov - vytvára sa teda fázové rozhranie, ktoré zabraňuje prechodu prvkov. Proces takého pohybu pokračuje až do okamihu, keď sa v novovytvorenom poli dosiahne maximálny potenciálny rozdiel. Hranica piku je určená rovnováhou potenciálnych rozdielov v roztoku a v kove.
Keď nové molekuly zasiahli kovpovrch je rozvoj voľných zón. V procese pohybu molekuly zaberajú mikrotrhliny na povrchu a oblasti oddelenia malých zŕn sú segmenty kryštálovej mriežky. Podľa tejto schémy sa mení voľná povrchová energia, ktorá sa znižuje. V tuhých látkach je tiež možné pozorovať procesy uľahčujúce plastický tok v povrchových oblastiach. Povrchová energia kovov je teda určená atraktívnymi silami molekúl. Tu stojí za zmienku hodnotu povrchového napätia, ktoré závisí od niekoľkých faktorov. Najmä je určená geometriou molekúl, ich silami a počtom atómov v štruktúre. Dôležité je tiež usporiadanie molekúl v povrchovej vrstve.
Procesy napätia sa zvyčajne vyskytujú v roku 2007heterogénne médiá, ktoré sa líšia v rozhraní nemiešateľných fáz. Malo by sa však poznamenať, že spolu s napätím sa objavujú ďalšie vlastnosti povrchov v dôsledku parametrov ich interakcie s inými systémami. Kombinácia týchto vlastností určuje väčšinu technologických ukazovateľov kovu. Energia kovu z hľadiska povrchového napätia môže zase určiť koalescenčné parametre kvapiek v zliatinách. Technici tak odhaľujú vlastnosti žiaruvzdorných materiálov a tokov, ako aj ich vzájomné pôsobenie s kovovým prostredím. Vlastnosti povrchu navyše ovplyvňujú rýchlosť termotechnologických procesov vrátane vývoja plynu a penenia kovov.
Уже отмечалось, что конфигурация распределения molekuly na štruktúre kovového povrchu môžu určovať jednotlivé vlastnosti materiálu. Najmä špecifická žiara mnohých kovov, ako aj ich opacita, je určená rozdelením energetických úrovní. Hromadenie energií na voľnej a obsadenej úrovni prispieva k dotácii akéhokoľvek kvanta dvoma úrovňami energie. Jeden z nich bude vo valenčnom pásme a druhý vo vodivých oblastiach. Nedá sa povedať, že distribúcia elektrónovej energie v kovu je stacionárna a neznamená zmeny. Napríklad prvky valenčného pásu môžu absorbovať svetelné kvanty migráciou do vodivého pásma. Výsledkom je, že svetlo je skôr absorbované ako odrazené. Z tohto dôvodu majú kovy nepriehľadnú štruktúru. Pokiaľ ide o brilanciu, je to spôsobené procesom vyžarovania svetla, keď sa elektróny aktivované žiarením vrátia na nízku úroveň energie.
Tento potenciál je tvorený energiou iónov atiež tepelným pohybom vodivých elektrónov. Táto hodnota je nepriamo charakterizovaná vlastnými nábojmi kovových štruktúr. Najmä v prípade ocele, ktorá je v kontakte s elektrolytmi, sa automaticky nastaví jej vlastný potenciál. Mnoho nepriaznivých procesov je spojených so zmenami vnútornej energie. Napríklad tento indikátor sa môže použiť na určenie javov korózie a deformácie. V takýchto prípadoch vnútorná energia kovu určuje prítomnosť mikro- a makro-poškodenia v štruktúre. Okrem toho čiastočné rozptýlenie tejto energie pôsobením tej istej korózie poskytuje stratu určitej časti potenciálu. Pri používaní kovových výrobkov sa negatívne faktory zmien vnútornej energie môžu prejaviť vo forme štrukturálneho poškodenia a zníženia plasticity.
Pri popise súboru častíc, ktoréinteragujú medzi sebou v pevnej forme, uplatňujú sa kvantovo-mechanické koncepcie energie elektrónov. Obvykle sa používajú diskrétne hodnoty, ktoré určujú povahu rozloženia týchto prvkov podľa energetických úrovní. V súlade s požiadavkami kvantovej teórie sa meranie energie elektrónov uskutočňuje v elektrónvoltoch. Verí sa, že v kovoch potenciál elektrónov presahuje energiu o dva rády, ktorá je vypočítaná podľa kinetickej teórie plynov pri izbovej teplote. V tomto prípade energia uvoľňovania elektrónov z kovov a najmä rýchlosť pohybu prvkov nezávisí od teploty.
Výpočet iónovej energie umožňuje určiťcharakteristiky kovu v procesoch tavenia, sublimácie, deformácie atď. Technológovia odhaľujú najmä ukazovatele pevnosti v ťahu a pružnosti. Za týmto účelom je tiež zavedený koncept kryštálovej mriežky, v ktorej uzloch sú ióny. Energetický potenciál iónu sa zvyčajne vypočítava s prihliadnutím na jeho potenciál pre deštruktívny účinok na kryštalickú látku s tvorbou kompozitných častíc. Stav iónov môže byť tiež ovplyvnený kinetickou energiou elektrónov vyrazených z kovov pri zrážke. Pretože za podmienok zvýšenia rozdielu potenciálov v médiu elektród až na tisíc voltov sa rýchlosť pohybu častíc výrazne zvyšuje, akumulovaný potenciál je dostatočný na rozdelenie molekúl pultu na ióny.
Kovy sa vyznačujú typmi zmiešaných väzieb.Kovalentné a iónové väzby nemajú ostré rozlíšenie a často sa navzájom prekrývajú. Proces kalenia kovu pod vplyvom legovania a plastickej deformácie je teda presne vysvetlený pretečením kovovej väzby do kovalentnej interakcie. Bez ohľadu na typ týchto väzieb sú všetky definované ako chemické procesy. Každé spojenie má navyše energiu. Napríklad iónové, elektrostatické a kovalentné interakcie môžu poskytnúť potenciál 400 kJ. Špecifická hodnota bude tiež závisieť od energie kovu pri interakcii s rôznymi médiami a pri mechanickom namáhaní. Kovové väzby možno charakterizovať rôznymi ukazovateľmi pevnosti, ale v žiadnom prípade nebudú porovnateľné s podobnými vlastnosťami v kovalentných a iónových médiách.
Jednou z najdôležitejších vlastností, ktorécharakterizovať energiu väzieb, je saturácia. Táto vlastnosť určuje stav molekúl a najmä ich štruktúru a zloženie. V kovu častice existujú v diskrétnej forme. Predtým sa na pochopenie prevádzkových vlastností komplexných zlúčenín používala teória valenčných väzieb, v posledných rokoch však stratila svoj význam. Napriek všetkým výhodám tento koncept nevysvetľuje množstvo dôležitých vlastností. Medzi nimi sú absorpčné spektrá v zlúčeninách, magnetické vlastnosti a ďalšie charakteristiky. Pri výpočte povrchovej energie v kovoch je však možné odhaliť takú vlastnosť, ako je horľavosť. Meria schopnosť kovových povrchov vznietiť sa bez detonácie aktivátorov.
Väčšina kovov sa vyznačuje valencioukonfigurácia s elektronickou štruktúrou. V závislosti od vlastností tejto štruktúry je určený aj vnútorný stav materiálu. Na základe týchto ukazovateľov a s prihliadnutím na väzby je možné vyvodiť závery o hodnotách teploty tavenia konkrétneho kovu. Napríklad mäkké kovy, ako je zlato a meď, majú nižšiu teplotu topenia. Je to spôsobené znížením počtu nepárových elektrónov v atómoch. Na druhej strane mäkké kovy majú vysokú tepelnú vodivosť, čo sa zase vysvetľuje vysokou pohyblivosťou elektrónov. Mimochodom, kov, ktorý uchováva energiu v podmienkach optimálnej iónovej vodivosti, poskytuje vďaka elektrónom vysokú elektrickú vodivosť. Toto je jedna z najdôležitejších charakteristík výkonu, ktorá je určená kovovým stavom.
Chemické vlastnosti kovov do značnej miery určujúich technické a fyzické vlastnosti. To umožňuje špecialistom zamerať sa na energetickú náročnosť materiálu z hľadiska možnosti jeho použitia za určitých podmienok. Energiu kovu navyše nemožno vždy považovať za nezávislú. To znamená, že jeho vlastný potenciál sa môže meniť v závislosti od povahy interakcie s inými prostrediami. Najvýraznejšie spojenia kovových povrchov s inými prvkami sú ilustrované migračnými procesmi, keď sú naplnené hladiny voľnej energie.
