Величина - свободная поверхностная энергия
Cтраница 3
 |
Рост грани кристалла, содержащей выход винтовой дислокации. [31] |
Поэтому все факторы, которые снижают величину данной энергии, способствуют увеличению скорости роста. Одним из таких факторов являются примеси, влияющие на величину свободной поверхностной энергии. Наличие примесей вызывает во многих случаях изменение скорости роста, не влияя на механизм роста; при этом равновесное огранение кристалла не изменяется. [32]
Их роль особенно важна в случае жидких загрязнений ( например, масла на шерсти), для которых они могут быть непосредственно выражены величиной свободной поверхностной энергии границы раздела шерсть - масло. В случае твердых загрязнений оценить величину этих сил затруднительно. [33]
Однако авторы отмечают, что оценка значения ае по результатам настоящей работы основана на предположительном значении о, которое в действительности может зависеть от температуры. Поскольку в параметр а2ас величина боковой свободной поверхностной энергии о входит в квадрате, то увеличение о при понижении температуры должно заметно сказываться на значении ае. Например, если принять, что при температурах, при которых проводились эксперименты, значение о составляет 15 эрг / см2, то значение ое становится равным примерно 66 эрг / см2, что находится в хорошем соответствии с приведенными выше данными, полученными другими методами. [34]
 |
Схематическое изображение возможных путей агрегирования обжигаемого материала в интервале температур от 1573 до 1723 К. [35] |
Агломерирование ( агрегирование) пылевидной фракции обжигаемого материала начинается при - 873 - 1173 К в результате проте-канид. Процесс алго-мерирования по механизму близок к процессу рекристаллизации, и движущей силой его является различие между величинами свободной поверхностной энергии порошкообразной сырьевой смеси и более крупнозернистого продукта ее агрегирования. [36]
Однако значительно важнее несоответствие между результатами, полученными из данных по гомогенному образованию зародышей, и результатами, которые вытекают из других экспериментальных методов, позволяющих независимым путем определить значение ое. Это значение ае находится в хорошем соответствии с результатами Брауна и Эби [21], которые определяли температуры плавления серии кристаллов полиэтилена с известной толщиной ламелей. Используемый этими авторами метод не связан с изменением скорости роста и обладает тем преимуществом, что не требует знания величины боковой свободной поверхностной энергии а. [37]
Недавно Шэнд87 показал, что скорости роста трещин в неорганическом стекле на воздухе и в вакууме сильно различаются при малых напряжениях, но при больших напряжениях совпадают, начиная от скоростей порядка 10 мм / сек и выше. Это значит, что при больших скоростях роста трещин поверхностно-активное действие атмосферной влаги исчезает. Так, по данным Шенда оказывается, что при испытании в воздухе убыль упругой энергии образца при увеличении скорости роста трещин возрастает от значения 0 25 - 103 эрг / см2, соответствующего свободной поверхностной энергии на границе стекло-вода, до значения 1 5 - 10 эрг / см2, значительно превышающего величину свободной поверхностной энергии стекла в вакууме. Это, по-видимому, связано не только с уменьшением действия атмосферной влаги, но и с рассеянием части упругой энергии в виде тепла при больших скоростях роста трещины. При испытании в вакууме даже при малых скоростях роста трещины убыль упругой энергии ( 4 - 10я эрг / см2) на порядок больше, чем при испытании в воздухе. [38]
Эмульсии представляют собой дисперсные системы двух нерастворимых или малорастворимых жидкостей. Одна из жидких фаз этой системы непрерывна и называется дисперсионной средой; вторая жидкая фаза, дисперсная ф а з а, раздроблена на капельки - глобулы и равномерно распределена в дисперсионной среде. При образовании эмульсии увеличивается поверхность дисперсной фазы, на что затрачивается определенное количество работы. Эта работа выражается величиной свободной поверхностной энергии ( см. гл. [39]
Следовательно, поверхность породы должна быть гидрофобна. Практика показывает, что и при значениях менее 90, чем больше величина краевого угла смачивания, тем лучше результат. В связи с тем, что нефть тоже снижает величину свободной поверхностной энергии, только в меньшей степени, чем ПАВ, наиболее полно преимущество раствора с добавкой нефти или углеводородной добавки ( УВД) проявляется при бурении пород, обладающих большой удельной поверхностью. Величина краевого угла смачивания для УВД в водной среде оказывается большей для кальцита, чем для кварца, поэтому скорость и прочность адгезии УВД к породе возрастают с ростом карбонатности последней. [40]
Если краевой угол больше 90, говорят, что жидкость не смачивает твердое тело. В таком случае капли жидкости относительно легко движутся по поверхности и сами по себе не входят в капилляры и поры. В то же время считают, что жидкость полностью смачивает твердое тело, только если краевой угол равен нулю. Если 6 равен нулю, уравнение ( VII-17) перестает выполняться и тогда баланс величин свободной поверхностной энергии определяется коэффициентом растекания ( см. разд. [41]
Бикерман [94] критикует вывод уравнения ( VII-18), поскольку в нем не учитывается вертикальная составляющая уь, равная - уьзтб. На более твердых поверхностях такого видимого влияния этой составляющей не наблюдается, но определенное напряжение на трехфазной границе, по-зидимому, все же возникает. Толщину линии трехфазной границы, на которой локализована эта сила, оценить трудно, однако если она молекулярного размера, то вертикальная составляющая должна приводить к напряжениям, приближающимся к пределу прочности даже очень жестких твердых тел. Поэтому, по мнению автора, краевой угол определяется соотношением поверхностных напряжений, а не величин свободной поверхностной энергии, что для неравновесных твердых тел не одно и то же ( см. разд. [42]
При определенном порядке воздействия величина Gc является характеристикой вещества. Величины Gp и G, напротив, являются незначительными по сравнению с Gc, так же как и GT. При этом Gc приблизительно равно удельной поверхности разрыва 2у, абсорбированной в начале динамической фазы трещины. В общем случае значения Gc для различных веществ превышают величину свободной поверхностной энергии 2у0 на 1 - 5 порядков. Столь большая разница может быть объяснена только микропластическими деформациями по фронту разрыва. Роль электрической энергии в этих процессах выяснена еще недостаточно. [43]
Страницы: 1 2 3