1.5.7. Определение энергии адгезии контактирующих сред путём оценки краевого угла смачивания

Метод основан на корреляционной связи между краевыми углами смачивания в системах металл - металлический оксид и изменением энергии Гиббса реакции, протекающей на поверхности раздела фаз [36;37].

где в - краевой угол смачивания; σ_lv- поверхностное натяжение на границе жидкость-газ.

Дальнейшие исследования в этом направлении, представленные в работах[103, 104], показали:

- поверхностная энергия вполне удовлетворительно может быть оценена по формуле

гдеЕ - модуль упругости вещества; fi-радиус атома ( ГУ"'- 10’¹²м).

Поверхностная энергия зависит только от свойств материала и не зависит от других характеристик (табл.1.1).

Таблица 1. 1

Поверхностная энергия материалов, рассчитанная разными способами

Предлагаемый в этом методе определения энергии адгезии контактирующих сред подход, как отмечается в работе [60], базируется на

предположении, что химическая реакция изменяет свойства поверхности раздела следующим образом: если растворимость продукта реакции в жидкой фазе сравнительно мала, то образование в контактном слое третьего вещества фактически приводит к образованию гетерогенной твердой поверхности. Термин «гетерогенный» в данном случае означает химическую неоднородность поверхности, на которой присутствуют «вкрапления» продукта реакции, причем размер их достаточно мал (вплоть до молекулярного) по сравнению с капиллярной длиной(g - ускорение свободного падения).

Для расчета краевого угла при смачивании гетерогенной поверхности можно воспользоваться уравнением Ребиндера-Касси-Бакстера:

где- краевые углы на каждом из типов поверхности; χ ~ доля

площади, занимаемая исходным веществом. Величина χнепосредственно связана с константой равновесия, которая, в свою очередь, является функцией энергии Гиббса реакции.

Преимуществом данного подхода является отсутствие необходимости определять энергетический вклад индивидуального взаимодействия.