Поверхностные явления

Поверхность материала представляет собой особую зону, свойства которой могут существенно отличаться от свойств основного материала. Обусловлено это такими особенностями поверхности, как: иное напряженно-деформированное состояние, наличие не скомпенсированных связей приповерхностных частиц, повышенная дефектность структуры, загрязнения адсорбционной природы (влага, газ и др.), коррозия, повышенная миграция дефектов и атомов (поверхностная диффузия), хемосорбция. Каждый из этих процессов может способствовать неблагоприятному изменению рабочих свойств изделия.

Адсорбция (поверхностное поглощение) влаги и газов часто способствует протеканию физико-химических процессов, приводящих к изменению свойств материалов: могут измениться электроизоляционные свойства, снизиться прочность материала и др. За адсорбцией может последовать хемосорбция, энергия связи которой на два порядка больше энергии связи при физической адсорбции. Скорость адсорбции зависит от природы и свойств адсорбата, природы и состояния поверхности адсорбента.

Долговечность меди и алюминия в вакууме, например, более чем на порядок выше, чем в воздухе. Поверхностно активные вещества влияют на энергетическую подвижность дислокаций и их взаимодействие с поверхностью, что чаще всего стимулирует развитие поверхностных микротрещин.

К поверхностным относятся процессы эрозионного разрушения материалов. Интенсивное разрушение поверхностных слоёв материалов происходит при этом под воздействием динамических потоков различных сред: газов, жидкостей и твёрдых частиц и даже электрических зарядов. Механизмов и видов эрозии множество, но, в большинстве случаев, эрозия выражается в интенсивном образовании питтингов, каверн и раковин на поверхности материала.