Свободная поверхностная энергия тел

Металл	Свободная поверхностная энергия, sТ-Г, эрг/см^2	Метод измерения	Температура измерения, t, °С	sТ-Г/sЖ-Г
Пирографит (200) Пирографит (200) Окись магния MgO (100) Кремний Si (111) Титан Ti   Цирконий Zr Ниобий Nb		И.В. Обреимова Гилмана » » Нулевой ползучести То же »»		– – – 1,32 1,22   1,23 1,02

Разновидностью метода Обреимова является следующий способ определения s_Т-Г. В предварительно нанесенную трещину вставляют клин и определяют «критическую» силу, необходимую для дальнейшего развития трещины. Тогда

,

где:

F – критическая сила;

L – глубина первоначальной трещины;

b – ширина образца;

h – толщина отщепляемой части.

В отличие от метода Обреимова, этот способ неравновесный, но его применение исключает опасность адсорбции из атмосферы на вновь образующиеся поверхности вследствие быстрого проведения опыта.

Широкое распространение получил метод расщепления Гилмана, в котором к концам предварительно расщепленного образца прикладывается растягивающая сила. Как и в предыдущем способе, измеряется критическая сила

,

где:

F – критическая сила раскалывания;

L – длина предварительно созданной трещины;

Е – модуль упругости;

b – ширина образца;

h – полутолщина.

Этим методом определяли поверхностную энергию тугоплавких окислов (табл. 4.5).

Для определения свободной поверхностной энергии пластичных твердых тел, в частности металлов, применяется метод Таммана – Удина. Он заключается в том, что тонкая фольга или проволока нагревается до температуры, близкой к температуре плавления металла. Силы поверхностного натяжения стремятся уменьшить свободную поверхность металла, что приводит к уменьшению длины фольги или проволоки. Действие поверхностных сил можно скомпенсировать наложением внешней нагрузки. Чаще всего к образцам подвешивают грузы различной массы. Когда удлинение равно нулю

,

где:

Р – нагрузка;

b – ширина фольги.

Подобным методом определяли s_Т-Г титана, циркония и ниобия (табл. 4.5). Отношение s_Т/s_Ж для титана оказалось равным 1,27, что несколько превышает теоретическую оценку этой величины, выполненную С.Н. Задумкиным (1,15).

Дата добавления: 2014-01-05