L ỜI NÓI ĐẦU
1.4.2.2 Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt cơ sở (nền)
Nói chung khi nghiên cứu độ bám của lớp phủ kim loại với vật liệu nền, cần thiết phải nói đến hoạt tính của bề mặt nền, hoạt tính này có ảnh hưởng đến độ bám của lớp phủ.
Hoạt tính của bề mặt được đánh giá bằng trạng thái vật lý và năng lượng. Nguyên tử trong kim loại ở trường hợp lý tưởng được bố trí trong các mạng và dao động xung quanh vị trí của nó.
Nhưng nếu xét về vị trí của nó, các nguyên tử trên bề mặt khác với các nguyên tử bố trí phía trong.
Trên hình 1.33 biểu thị sự bố trí nguyên tử trên bề mặt chúng có mức năng lượng thoát khác nhau.
Hình 1.33 Sự bố trí nguyên tử trong mạng
Nguyên tử 4 ở mặt cấu trúc không bị phá vỡ, có mức năng lượng thoát khỏi lớn nhất.
Ngược lại những nguyên tử ở trong những lớp không liên tục, nguyên tử 1 có giá trị năng lượng nhỏ nhất.
Nguyên tử trên bề mặt liên kết với nhau có năng lượng thoát khỏi tăng khi tổng số các nguyên tử xung quanh giảm. Do sự không đồng đều về năng lượng làm xuất hiện ứng suất bề mặt ứng suất này sinh ra có liên quan đến sự phát sinh, tồn tại ứng suất của lớp xung quanh mạng. Ngoài ra ta biết rằng các nguyên tử bề mặt có những đặc điểm khác với những nguyên tử bên trong, vì chúng có mối tiếp xúc với các nguyên tử ngoại lai kể cả trong trường hợp là phân tử.
Do những đặc điểm của lớp bề mặt mà ta thấy rằng : năng lượng toàn bộ của tất cả các phần tử bề mặt sẽ tham gia vào các phản ứng với các nguyên tử ở trong các môi trường gần với bề mặt ( như lớp phủ). Nguyên nhân là trên bề mặt kim loại cũng không đồng đều về năng lượng, những khu vực có năng lượng thấp và năng lượng cao sẽ sinh ra hiện tượng chênh lệch về năng lượng. Vùng năng lượng cao có hoạt tính cao hơn và tự phản ứng với môi trường. Sau đó theo loại môi trường và tính chất lý hóa của vật liệu nền có thế sinh ra sự hấp thụ, sự dính và các phản ứng hóa học khác v.v…
Những vùng khác nhau về năng lượng không chỉ tạo ở cấu trúc vĩ mô mà còn trong phạm vi nguyên tử. Năng lượng của một số nguyên tử tụ tập trên bề mặt có thể là cao và như vậy trong điều kiện nhất định sẽ rời khỏi bề mặt. Năng lượng cần thiết để tách một nguyên tử từ mạng của chúng được gọi là năng lượng thoát hay năng lượng hoạt tính tách rời của nguyên tử.
Sự biến động (biến dạng dẻo) có ảnh hưởng đến sự tăng hoạt tính, bởi vì: Trong phạm vi mở rộng sự biến dạng dẻo sẽ tích lũy năng lượng điện năng. Những vùng giàu năng lượng điện năng thường ở trong những vùng trực tiếp của những vị trí khuyết tật mạng tinh thể.
Các khuyết tật trong mạng có thể bao gồm: Khuyết tật điểm Các vị trí lỗ rỗng trong mạng. Các nguyên tử thay thế . Khuyết tật đường Lệchmạng đường Lệch mạng xoắn.
Vị trí khuyết tật dạng mặt( theo 2 chiều ) Bề mặt biên giới
Biên giới hạt Biên giới song tinh
Vị trí khuyết tật theo kích thước 3 chiều
Các lỗ xuất hiện bên ngoài tác dụng ở gần bề mặt hoặc ở phía trong. Các khe hở tế vi, các lỗ xốp tế vi.