第四章表面與界面-文庫吧
2025-07-17 13:34 本頁面
【正文】 分散作用力 FL(色散力 ) ，發(fā)生于非極性分子之間。 表達式： F范 ＝ FK＋ FD＋ FL ? 1/r7 說明 ：分子間引力的作用范圍極小，一般為 3～ 5A0。 當(dāng)兩個分子過分靠近而引起電子層間斥力約等于 B/r3 , 故范得華力只表現(xiàn)出引力作用。 (2) 長程力 ： 屬固體物質(zhì)之間相互作用力， 本質(zhì) 仍是范得華力。 按作用原理可 分為： A. 依靠粒子間的電場傳播的，如 色散力 ，可以加和。 B. 一個分子到另一個分子 逐個傳播而達到長距離的。 如 誘導(dǎo)作用力 。 表面力的作用 ： 液體 : 總是力圖形成球形表面來降低系統(tǒng)的表面能。 固體 : 使 固體 表面處于較高的能量狀態(tài) (因為固體不能流動 ), 只能借助于離子極化、變形、重排并引起 晶格畸變 來 降低表面能，其結(jié)果使固體表面層與內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異 。 二、晶體表面結(jié)構(gòu) 1. 離子晶體表面 超細(xì)結(jié)構(gòu) (微觀質(zhì)點排列 ) 顯微結(jié)構(gòu) (表面幾何狀態(tài) ) 說明： 1. 離子晶體 MX在表面力作用下，處于表面層的負(fù)離子 X在外側(cè)不飽和， 負(fù)離子極化率大，通過電子云拉向內(nèi)側(cè)正離子一方的極化變形來降低表面能 。這一過程稱為 松弛 ，它是 瞬間完成的，接著發(fā)生離子重排。 NaCl 晶 體 圖 3－ 1 離子晶體表面的電子云變形和離子重排 NaCl 晶 體 圖 3－ 1 離子晶體表面的電子云變形和離子重排 2. 從晶格點陣穩(wěn)定性考慮作用力較大，極化率小的正離子應(yīng)處于穩(wěn)定的晶格位置而易極化的負(fù)離子受誘導(dǎo)極化偶極子排斥而推向外側(cè)，從而 形成表面雙電層 。 重排結(jié)果 使晶體表面能量趨于穩(wěn)定。 NaCl形成 雙電層厚度 為 ,在 Al2O SiOZrO2等表面上也會形成雙電層。 當(dāng)表面形成雙電層后，它將向 內(nèi)層 發(fā)生作用，并引起內(nèi)層離子的 極化和重排 ，這種作用隨著向晶體的縱深推移而逐步衰減。表面效應(yīng)所能達到的深度， 與陰、陽離子的半徑差有關(guān) ，差愈大深度愈深。 離子極化性能愈大，雙電層愈厚，從而表面能愈低。 應(yīng)用 ： 硅酸鹽材料生產(chǎn)中，通常把原料破碎研磨成微細(xì)粒子 (粉體 )以便于 成型和高溫?zé)Y(jié) 。 分析面心立方結(jié)構(gòu) (100)、 (110)、 (111)三個低指數(shù)面上原子的分布。 (11 2. 晶體表面的幾何結(jié)構(gòu) 實驗觀測表明： 固體的實際表面是不規(guī)則和粗糙的， 最重要的表現(xiàn)為 表面粗糙度 和 微裂紋 。 表面粗糙度 ： (1
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