第四章表面與界面-免費(fèi)閱讀
【正文】 (2)若熱膨脹系數(shù)是各向同性，晶界應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生。晶界上有許多空位、位錯(cuò)和鍵變形等缺陷使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，故能階較高，使晶界成為固態(tài)相變時(shí) 優(yōu)先成核區(qū)域。 ?附著潤濕 液－氣界面 (Lg) 固－氣界面 (Sg) 固－液界面 (SL) 固體 液體 潤濕張力： F＝ γLV cosθ ＝ γSV － γSL 由此可看出： 在潤濕系統(tǒng)中 (γSV γSL), γLV 減小會(huì)使 θ縮小，而在不潤濕系統(tǒng)中 γLV 減小會(huì)使 θ增大。 對(duì)于球面： ΔΡ＝ 2γ/r γ:為表面張力； 對(duì)于非球面： ΔΡ＝ γ(1/r1+1/r2) r :主曲率半徑。表面裂紋在材料中起著 應(yīng)力倍增器 的作用，使位于裂紋尖端的實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)大于所施加的應(yīng)力。 離子極化性能愈大，雙電層愈厚，從而表面能愈低。 固體 : 使 固體 表面處于較高的能量狀態(tài) (因?yàn)楣腆w不能流動(dòng) ), 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 。 分散作用力 FL(色散力 ) ，發(fā)生于非極性分子之間。 (4)在空氣中暴露，表面被外來物質(zhì)所污染，吸附外來原子可占據(jù)不同的表面位置，形成有序或無序排列，也引起表面不均勻。 多相體系中的界面化學(xué)：如彎曲效應(yīng)、潤濕與粘附， 表面改性。第四章 表面與界面 例如 ：石英的粉碎。 多晶材料中的晶界分類，多晶體的組織，晶界應(yīng)力與電荷。 (5) 固體表面無論怎么光滑，從 原子尺寸 衡量，實(shí)際上也是凹凸不平的。 表達(dá)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。 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(diǎn)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 。 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) 。格里菲斯關(guān)于微裂紋的公式： cEc ???2?表面裂紋 bs uu 21?ub 為破壞化學(xué)鍵所需能量 us 為表面能 2. 離子晶體的表面能 )1(00ibiss nnNUL ???r0 為 0K時(shí)的表面能； LS 為 1m2表面上的原子數(shù)； nis、 nib分別表示第 i個(gè)原子在晶體表面和 晶體體內(nèi)最鄰近的原子數(shù) 。 討論 ： (1) 當(dāng) r1＝ r2時(shí)， ΔΡ＝ 2γ/r ； (2)
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