Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Прогнозирование составляющих энергии адгезии в системах металл/керамика на основе акустических параметров

К. Камли1, З. Хадеф1, А. Гасем1, Н. Хуаиджи2

1University of 20 August 1955, 26 Road El Hadaiek, 21000 Skikda, Algeria
2Badji Mokhtar University, B.P. 12, Sidi Amar, CP 23000 Annaba, Algeria

Получена: 04.07.2019; окончательный вариант - 27.01.2020. Скачать: PDF

Данная работа посвящена определению составляющих энергии адгезии в системах металл/керамика с использованием акустических параметров этих комбинаций и разных подходов. Для всех систем получаются полуэмпирические зависимости. Показано, что во всех случаях энергия адгезии Wad линейно увеличивается со скоростью Рэлея VRC керамической подложки и принимает вид Wad = 0,07VRC + C. Первый член этого уравнения представляет вклад Ван-дер-Ваальса в Wad, он зависит только от VRC. Второй член представляет вклад в Wad равновесных химических связей (Wchem-equil) и сильно зависит от комбинации составляющих системы, а также от энергетической щели керамической подложки. Кроме того, энергия Wchem-equil больше для керамических материалов с малой шириной запрещённой зоны из-за значительной плотности свободных носителей заряда внутри керамического кристалла и, следовательно, облегчённого переноса электронов через границу раздела металл/керамика. В этом случае Wchem-equil существенно зависит от скорости Рэлея VRM нанесённого металла. Для керамических материалов с большими запрещёнными зонами внутри керамического кристалла практически нет свободных носителей заряда. В этом случае отсутствует перенос электронов и, как результат, вклад Wchem-equil будет незначительным. Важность полученной зависимости заключается в её универсальности и применимости ко всем исследованным системам.

Ключевые слова: адгезия, граница раздела металл/керамика, запрещённая зона, акустические параметры.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i05/0717.html

PACS: 43.20.+g, 68.08.-p, 68.35.Md, 68.35.Np, 68.60.Bs, 71.20.Nr


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. F. E. Kennedy, Encyclopedia of Physics (Eds. Lerner and Trigg) (Weinheim: Wiley-VCH: 2005).
  2. J. G. Li, Mater. Lett., 22, Nos. 3–4: 169 (1995). Crossref
  3. Yu. V. Naidich, The Progr. Surf. Membr. Sci., 14: 353 (1981). Crossref
  4. I. A. Viktorov, Rayleigh and Lamb Waves (New York: Plenum Press: 1967). Crossref
  5. J. Kushibiki and N. Chubachi, IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics, SU32: 189 (1985). Crossref
  6. R. G. Maev, Acoustic Microscopy: Fundamentals and Applications (Berlin: Wiley-VCH: 2008). Crossref
  7. M. Doghmane, F. Hadjoub, A. Doghmane, and Z. Hadjoub, Mater. Letters, 61, No. 3: 813 (2007). Crossref
  8. C. G. R. Sheppard and T. Wilson, Appl. Phys. Let., 38, No. 11: 884 (1981). Crossref
  9. Z. Hadef, A. Doghmane, and K. Kamli, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 7: 955 (2018). Crossref
  10. P. V. Zinin, Handbook of Elastic Properties of Solids, Liquids and Gases (Eds. M. Levy, H. Bass, and R. Stern) (New York: Academic Press: 2001).
  11. A. Briggs, Advances in Acoustic Microscopy (New York: Plenum Press: 1995), vol. 1. Crossref
  12. W. H. Strehlow and E. L. Cook, J. Phys. Chem. Ref. Data 2, 2, No. 1: 163 (1973). Crossref
  13. G. A. D. Briggs and O. V. Kolosov, Acoustic Microscopy (Oxford: Oxford Univ. Press: 2010). Crossref
  14. N. Eustathopoulos, N. Sobczak, A. Passerone, and K. Nogi, Mater. Sci., 40: 2271 (2005). Crossref
  15. Yu. V. Naidich, V. S. Zhuravlev, and N. I. Frumina, Mater. Sci., 25: 1895 (1990). Crossref
  16. J.-G. Li, Scripta Metallurgica et Materialia, 30, Iss. 3: 337 (1994). Crossref
  17. N. Y. Taranets and Yu. V. Naidich, Powder Metall. Met. Ceramics, 35, Nos. 5–6: 74 (1996). Crossref
  18. G. W. Liu, M. L. Muolo, F. Valenza, and A. Passerone, Ceram. Inter., 36, No. 4: 1177 (2010). Crossref
  19. M. Kida, M. Bahraini, J. M. Molina, L. Weber, and A. Mortensen, Mater. Sci. Eng. A, 495, Nos. 1–2: 197 (2008). Crossref
  20. Y. Naidich, Current Opinion in Solid State and Materials Science, 9, Iss. 4–5: 161 (2005). Crossref
  21. J.-G. Li, J. Amer. Ceram. Soc., 75, No. 11: 3118 (1992). Crossref
  22. J. G. Li and H. Hausner, Mater. Let, 11, Nos. 10–12: 355 (1991). Crossref
  23. J. G. Li, Comp. Interf., 1, No. 1: 37 (1993). Crossref
  24. J. G. Li and H. Hausner, Mater. Letters, 14 329 (1992). Crossref
  25. D. Chatain, I. Rivollet, and N. Eustathopoulos, J. Chim. Phys., 83: 561 (1986). Crossref
  26. D. Sotiropoulou and P. Nikolopoulos, J. Mater. Sci., 28: 356 (1993). Crossref
  27. J. G. Li, Mater. Sci. Let., 11: 903 (1992). Crossref
  28. J. B. Mc Donald and J. G. Eberhart, Trans. AIME, 233: 512 (1965).
  29. Z. Hadef, A. Doghmane, K. Kamli, and Z. Hadjoub, Prog. Phys. Met., 19, No. 2: 168 (2018). Crossref
  30. S. Blairs, J. Coll. Interf. Sci., 302: 312 (2006). Crossref
  31. O. Olubosede, O. M. Afolabi, R. S. Fayose, E. O. Oniya, and A. C. Tomiwa, Appl. Phys. Res., 3, No. 2: 171 (2011). Crossref