Основные аспекты сварки цветных металловЭлементы структуры тела в твердом состоянии (атомы, ионы или группы атомов в ионном состоянии) расположены в узлах так называемой кристаллической решетки.
Твердое состояние веществ характеризуется колебательным движением частиц, частота и амплитуда которого зависит от температуры. Точки, около которых происходит колебание частиц в кристалле называются узлами кристаллической решетки.
Расстояние между узлами в кристаллической решетке устанавливается в результате уравновешивания сил отталкивания и притяжения. При этом кристаллической решетке, находящейся при данной температуре, соответствует определенный запас внутренней (потенциальной) энергии. Под энергией кристаллической решетки понимают работу, необходимую для сближения элементарных частиц из бесконечности в узлы кристаллической решетки.
При разрушении кристаллической решетки и удалении частиц из узлов ее в бесконечность внутренняя энергия кристаллической решетки проявляется в виде теплового эффекта. На рисунке 4 представлено изменение энергии взаимодействия двух элементарных частиц кристаллической решетки при изменении расстояния между ними: энергии отталкивания Еот и притяжения Епр. Приведена также и суммарная кривая. Последняя характеризует потенциальную энергию элемента кристаллической решетки и имеет своеобразную форму, благодаря чему и названа «потенциальной ямой». Частицы устанавливаются на расстоянии r0 одна от другой, что соответствует минимуму потенциальной энергии Еp или равенству сил отталкивания и притяжения (сила равна частной производной энергии по расстоянию

0) возникают силы отталкивания, при взаимном удалении их (r>r₀) – силы притяжения. Образующиеся при смещении частиц силы препятствуют их передвижению и стремятся вернуть их в прежнее положение.

Рисунок 4 – Изменение потенциальной энергии двух
элементарных частиц в зависимости от расстояния между ними
(r – расстояние между частицами)