SURFACE ENERGY AND ELECTRON WORK FUNCTION FOR POLIMORPHYC MODIFICATIONS OF TITANIUM

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this work, the surface energy of titanium crystal faces was estimated using the electron-statistical method, taking into account the contributions of the dispersion, polarization, and oscillation corrections. Using an analytical relationship, the values of the work function of close-packed faces of polymorphic modifications of titanium are calculated from the values of the surface energy of single crystals taking into account the crystal structure. The influence of polymorphic transformation and temperature on the anisotropy of the studied properties is shown. Based on the values of the surface and interfacial energies, which consist of the average configurational energy and the energy of chemical interaction of two parts of the metal, the cohesive energy of a- and b-titanium is estimated and its dependence on temperature is shown. On the example of tungsten-titanium and molybdenum-titanium systems, the fundamental possibility of calculating the change in the work function depending on the concentration of the surface-active component in bimetallic systems is shown, which makes it possible to predict the service life of the material.

About the authors

Irina G. Shebzukhova

Kabardino-Balkarian State University named after HM. Berbekov

Email: irina.shebzukhova@mail.RUS
Nalchik, Russia

Ludmila P. Aref`eva

Don State Technical University

Email: ludmilochka529@mail.RUS
Rostov-on-Don, Russia

References

  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.RUS/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. - № 12. - С. 319-325. - doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.319. - EDN GFTZXO.
  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).