材料表面技術(shù)第二章(編輯修改稿)
2025-04-02 20:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分 、 形貌 、 不同形態(tài) (形狀 )材料表面的特點(diǎn) 。 3. 實(shí)際表面 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)表明 ， 固體 實(shí)際表面 是不規(guī)則而粗糙的 ， 存在著無(wú)數(shù)臺(tái)階 、 裂縫和凹凸不平的峰谷 。 這些不同的幾何狀態(tài)同樣會(huì)對(duì)表面性質(zhì)產(chǎn)生影響 ， 其中最重要的是表面粗糙度 和 微裂紋 。 衡量表面平整程度時(shí)，當(dāng)波距小于 1mm時(shí)，表面出現(xiàn)的不平整性稱為 表面粗糙度 。 表面粗糙度 ? 表面粗糙度是指 加工表面上具有的較小間距的峰和谷所組成的微觀幾何形狀特性 。 ? 表面粗糙度與波紋度 、 宏觀幾何形狀誤差不同的是： 相鄰波峰和波谷的間距小于 1mm， 并且大體呈周期性起伏 。 ? 表面粗糙度 產(chǎn)生原因 ：主要由加工過程中刀具與工件表面間的摩擦 、 切屑分離工件表面層材料的塑性變形 、 工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)以及刀尖輪廓痕跡等原因形成 。 表面粗糙度 會(huì)引起表面力場(chǎng)變化 ， 進(jìn)而影響其表面性質(zhì)： ? 由于固體表面的不平坦結(jié)構(gòu) ， 使表面力場(chǎng)變得不均勻 ， 其活性和其它表面性質(zhì)也隨之發(fā)生變化 。 ? 粗糙度還直接影響到固體比表面積 ， 內(nèi) 、 外表面積比值以及與之相關(guān)的屬性 ， 如強(qiáng)度 、 密度 、 潤(rùn)濕 、 孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu) 、 透氣性和浸透性等 。 ? 粗糙度還關(guān)系到兩種材料間的封接和結(jié)合界面間的吻合和結(jié)合強(qiáng)度 。 表面微裂紋 是由于晶體缺陷或外力作用而產(chǎn)生 。 微裂紋同樣會(huì)強(qiáng)烈地影響表面性質(zhì) ， 對(duì)于脆性材料的強(qiáng)度這種影響尤為重要 。 脆性材料的理論強(qiáng)度約為實(shí)際強(qiáng)度的幾百倍 ， 正是因?yàn)榇嬖谟诠腆w表面的微裂紋起著應(yīng)力倍增器的作用 ， 使位于裂縫尖端的實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所施加的應(yīng)力 。 葛里菲斯 （ Griffith） 建立了著名的微裂紋理論 ， 并導(dǎo)出了材料實(shí)際斷裂強(qiáng)度與微裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系： 式中 ， R為斷裂強(qiáng)度 ， C為微裂紋長(zhǎng)度 ， E為彈性模量 ， α是表面自由能 。 CER??2?表面微裂紋 ? 殘余應(yīng)力（自學(xué)） ? 表面氧化、吸附和沾污（自學(xué)） 167。 表面熱力學(xué) 一、液體的表面張力與表面自由能 1. 液體的表面張力 設(shè)液面上一直線的長(zhǎng)度為 l， 若在此線上施加外力 f恰能使它平衡不動(dòng) ， 則該外力 f就等于表面張力 。 實(shí)驗(yàn)證明： 式中 σ稱為表面張力系數(shù)或比表面張力，一般就簡(jiǎn)稱它為 表面張力 。
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