Поверхностная энергия и работа выхода электрона граней кристаллов алюминия и свинца
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/2025.17.308
Оригинальная статья
Аннотация: От поверхностных свойств металлов во многом зависят технологические процессы и эксплуатационные свойства материалов. Алюминий и свинец широко применяются в разных отраслях промышленности, однако до сих пор наблюдается широкий разброс экспериментальных данных их поверхностной энергии и работы выхода электрона. Изменение данных характеристик при росте температуры практически не исследовано. В связи с этим в работе электронно-статистическим методом проведена оценка поверхностной энергии граней кристаллов алюминия и свинца с учетом вкладов дисперсионной, поляризационной и осцилляционной поправок, а также термического влияния. Аналитическая связь между поверхностной энергией и работой выхода плотноупакованных граней монокристаллов позволила оценить влияние температуры на анизотропию исследуемых свойств. Сравнение изменения предела прочности и поверхностной энергии поликристаллов алюминия и свинца показало возможность развития аналитической связи указанных величин, что позволит прогнозировать поведение металлов и сплавов, в том числе для материалов с пониженной размерностью. Однако, по мимо связи между поверхностной энергией поликристалла, энергией когезии и пределом прочности, необходимо учитывать и другие составляющие энергии разрушения материала.
Ключевые слова: поверхностная энергия, работа выхода электрона, анизотропия, электронно- статистический метод, предел прочности, алюминий, свинец
- 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, профессор кафедры «Материаловедение и технологии металлов», ФБГОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Ссылка для цитирования:
Шебзухова, И.Г. Поверхностная энергия и работа выхода электрона граней кристаллов алюминия и свинца / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 308-316. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.308. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Задумкин, С.Н. Поверхностная энергия и работа выхода гладких граней металлического монокристалла / С.Н. Задумкин, И.Г. Шебзухова, Б.Б. Алчагиров // Физика металлов и металловедение. – 1970. – Т. 30. – № 6. – C. 1313-1318.
2. Калажоков, Х.Х. Об ориентационной зависимости работы выхода электрона и поверхностной энергии металлов / Х.Х. Калажоков, З.Х. Калажоков, Х.Б. Хоконов // Вестник КБГУ. Серия физические науки. – 1997. – Вып. 2. – С. 6-9.
3. Liu, W. First-principles study of the surface energy and work function of III-V semiconductor compounds / W. Liu, W.T. Zheng, Q. Jiang // Physical Review B. – 2007. – V. 75 – I. 23. – P. 235322-1-235322-8. DOI: 10.1103/PhysRevB.75.235322.
4. Шебзухова, И.Г. Анизотропия поверхностной энергии и работы выхода электрона IIB металлов / И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева // Журнал технической физики. – 2019. – Т. 89. – Вып. 2. – С. 306-309. DOI: 10.21883/JTF.2019.02.47087.188-18.
5. 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.
6. Свойства элементов. Справочник / под общей ред. проф. М.Е. Дрица. – М.: Металлургия, 1985. – 672 с.
7. Gharaibeh, M.A. Material and constitutive parameters of various Pb-based and Pb-free solders and other interconnection materials: a collective review / M.A. Gharaibeh // Results in Engineering. – 2025. – V. 26. – Art. № 105618. –18 p. DOI: 10.1016/j.rineng.2025.105618.
8. Зерница, Д.А. Кристаллизация бессвинцовых бинарных сплавов олово-цинк, полученных методом сверхбыстрой закалки из расплава / Д.А. Зерница // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 92-100. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.092.
9. Жевненко, С.Н. Взаимодействие многослойного композиционного материала Cu-Nb с насыщенными расплавами свинца / С.Н. Жевненко, П.В. Проценко, А.Н. Смирнов, В.А. Тимошенко // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. – 2015. – Т. 1. – С. 228-232.
10. 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.
11. 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.
12. Ниженко, В.И. Поверхностное натяжение металлов и сплавов. Справочник / В.И. Ниженко, Л.И. Флока. – М.: Металлургия, 1981. – 208 с.
13. Шебзухова, И.Г. Поверхностное натяжение твердых металлов в газовых средах / И.Г. Шебзухова, Х.Б. Хоконов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2012. – Т. 76. – Вып. 13. – С. 86-88.