Поверхностная энергия и работа выхода электрона полиморфных модификаций титана
И.Г. Шебзухова1, Л.П. Арефьева2
1 ФБГОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
2 ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.288
Оригинальная статья
Аннотация: В данной работе электронно-статистическим методом проведена оценка поверхностной энергии граней кристаллов титана с учетом вкладов дисперсионной, поляризационной и осцилляционной поправок. Используя аналитическую связь по величинам поверхностной энергии монокристаллов, вычислены значения работы выхода плотноупакованных граней полиморфных модификаций титана с учетом особенностей кристаллической структуры. Показано влияние полиморфного превращения и температуры на анизотропию исследуемых свойств. По величинам поверхностной энергии и межфазной энергии, состоящей из средней конфигурационной энергии и энергии химического взаимодействия двух частей металла, оценена энергия когезии α- и β-титана и показана ее зависимость от температуры. На примере систем вольфрам-титан и молибден-титан показана принципиальная возможность расчета изменения работы выхода в зависимости от концентрации поверхностно-активного компонента в биметаллических системах, что позволяет предсказывать эксплуатационный ресурс материала.
Ключевые слова: поверхностная энергия, работа выхода электрона, анизотропия, полиморфные модификации титана, энергия когезии
- Шебзухова Ирина Гусейновна – д.ф.-м.н., профессор, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики, ФБГОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
- Арефьева Людмила Павловна – д.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры «Материаловедение и технологии металлов», ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Ссылка на статью:
Шебзухова, И.Г. Поверхностная энергия и работа выхода электрона полиморфных модификаций титана / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 288-298. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.288.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Торянников, А.Ю. Микроструктура и свойства титановых сплавов / А.Ю. Троянников, А.А. Барышников // Молодой ученый. – 2021. – № 49 (391). – С. 47-51. – – Режим доступа: www.url: https://moluch.ru/archive/391/86400/. – 11.02.2023.
2. Feng, E. Sustainable recovery of titanium from secondary resources: A review / E. Feng, D. Gao, Y. Wang et al. // Journal of Environmental Management. – 2023. – V. 339. – Art. № 117818. – 12 p. DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.117818
3. Bignon, M. Martensite formation in titanium alloys: Crystallographic and compositional effects / M. Bignon, E. Bertrand, P.E.J. Rivera-Díaz-del-Castillo, F. Tancret // Journal of Alloys and Compounds. – 2021. – V. 872. – Art. № 159636. – 16 p. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.159636.
4. Пат. 2455061 Российская Федерация, МПК B01J 19/08, B82B 3/00, H05H 1/24. Способ получения нанодисперсных порошков в плазме СВЧ-разряда и устройство для его осуществления / Григорьев Г.Ю., Ковальчук М.В., Чайванов Б.Б., Майоров А.С., Туманов Ю.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт». – № 2010140724/05; заявл. 06.10.20210; опубл. 10.07.2012, Бюл. №19. – 15 с.
5. Шаронов, Г.В. Контроль металлических поверхностей, обработанных алмазным наноточением, по работе выхода электрона / Г.В. Шаронов, А.Л. Жарин, Н.И. Мухуров, К.В. Пантелеев // Приборы и методы измерений. – 2015. – Т. 6. – № 2. – С. 196-203.
6. Герасимов, И.В. Контроль прижогов лопаток компрессора газотурбинного двигателя методом контактной разности потенциалов / И.В. Герасимов, В.С. Олешко, Д.П. Ткаченко, А.П. Кирпичников // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15. – № 17. – С. 146-149.
7. Самойленко, В.М. Применение прибора измерения контактной разности потенциалов «Поверхность - 11» в неразрушающем контроле деталей машин / В.М. Самойленко В.С. Олешко // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2011. –№ 2. – С. 3-6.
8. Пантелеев, К.В. Методы измерений работы выхода электрона для контроля состояния поверхности в процессе трения / К.В. Пантелеев, А.И. Свистун, А.Л. Жарин // Приборы и методы измерений. – 2014. – №2. – С. 107-113.
9. Харламов, Ф.В. Метод исследований каталитических реакций на основе эффекта хемоэмиссии электронов / Ф.В. Харламов, В.Ф. Харламов // Химическая физика. – 2010. – Т. 29. – № 5. – С. 30-38.
10. Свойства элементов. Справочник / под общей ред. проф. М.Е. Дрица. – М.: Металлургия, 1985. – 672 с.
11. Свойства элементов: в 2-х ч.: справочник / Т.В. Андреева и др. – М.: Металлургия. – Ч. 1: Физические свойства / под ред. Г. В. Самсонова. – 2-е изд., перераб. и доп. – 1976. – 600 с.
12. Шебзухова, И.Г. Зависимость поверхностной энергии граней кристаллов полиморфных фаз актинидов от температуры / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева, Х.Б. Хоконов // Физика металлов и металловедение. – 2008. – Т. 105. – № 4. – С. 366-370.
13. Шебзухова, И.Г. Оценка поляризационной и дисперсионной поправок к поверхностной энергии граней металлических кристаллов / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов – 2020. – Вып. 12. – С. 319-325. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.319.
14. Шебзухова, И.Г. Анизотропия поверхностной энергии и работа выхода электрона IIB металлов / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева // Журнал технической физики. – 2019. – Т. 89. – № 2. – С. 306-309. DOI: 10.21883/JTF.2019.02.47087.188.
15. Арефьева, Л.П. Работа выхода электрона и поверхностная энергия ОЦК- и ГЦК-модификаций 4d- и 5d-металлов / Л.П. Арефьева, И.Г. Шебзухова // Физика твердого тела. – 2016. – Т. 58. – Вып. 7. – С. 1249-1253.
16. Арзамасов, В.Б. Работа выхода электрона сплавов тугоплавких металлов / В.Б. Арзамасов, Э.Е. Смирнова, А.А. Строев, И.Л. Полунов, Д.Е. Рыков // Известия МГТУ МАМИ. – 2009. – № 1 (7). – С. 102-104.
17. Li, Y. Electron work function, adhesion, and friction between 3d transition metals under light loads / Y. Li, D.Y. Li // Wear. – 2005. – V. 259. – I. 7-12. – P. 1432-1436. DOI: 10.1016/j.wear.2005.01.027.
18. Ниженко, В.И. Поверхностное натяжение металлов и сплавов. Справочник / В.И. Ниженко, Л.И. Флока. – М.: Металлургия, 1981. – 208 с.