1.5.3.Оценка адгезионных свойств металлов в рамках диэлектрического формализма
Этот подход, основанный на использовании модельных аппроксимаций для диэлектрических функций взаимодействующих материалов, позволяет определить их адгезионные характеристики на основе только концентрации валентных электронов и ширины запрещенной зоны, и применим к вычислению молекулярных (Ван-дер-Ваальсовых) сил взаимодействия поверхностей различных тел [143].
Установлено, что Ван-дер-Ваальсовы силы обуславливают взаимодействие тел при достаточно больших величинах зазора между их поверхностями и связаны с корреляционными эффектами взаимодействия посредством флуктуирующего электромагнитного поля, вызванного флуктуациями наведенных дипольных моментов атомов и молекул вещества. Однако при меньших величинах зазора, наряду с корреляционной энергией взаимодействия, необходимо учитывать флотационную составляющую обменной энергии взаимодействия электронов с обменно-корреляционными дырками. Совместное действие этих обменно-корреляционных эффектов взаимодействия электронов и определяет, прежде всего, энергию адгезии различных тел как при малых, так и достаточно больших величинах зазора, вплоть до^о — Ю 4— 10 5gm. При рассмотрении основных соотношений теории для обменно-корреляционного взаимодействия флуктуаций электронных плотностей различных тел в длинноволновом приближении, предложена итоговая расчетная формула для энергии адгезии материалов Ео, разделенных зазором 1:37
где ωj} - поверхностные плазмоны;к,)-измерений.
Сила адгезионного взаимодействия различных материалов (F0) как функция величины зазора lмежду ними может быть получена дифференцированием энергии адгезии Еа120(1) по /:
Использование диэлектрического формализма
и представления о поверхностных плазмонах для описания адгезионных свойств различных материалов дает возможность после значительно меньшей по объему вычислительной работы (по сравнению с методом функционала плотности) получить достаточно корректные результаты, особенно ценные в области достаточно больших величин зазора l, где преобладают ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия, учет которых невозможен в рамках метода функционала плотности [103].