固體表面的物理化學(xué)特征-資料下載頁(yè)
2025-01-13 16:53本頁(yè)面
【正文】 量，常以 mol、 g或標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積表示； r為單位質(zhì)量吸附劑吸附的氣體量； p為吸附平常時(shí)氣體的壓力； k和 1/n是一個(gè)真分?jǐn)?shù)，在 0~1之間。 51 ? BET多分子層吸附理論 觀點(diǎn) ： Brunauer、 Emmett和 Tellor接受 Langmuir理論的假定（ 2）和（ 3），但認(rèn)為吸附是多分子層的。 52 53 ? 表面化合物 固體表面的化學(xué)反應(yīng) 當(dāng)吸附物與固體表面的負(fù)電性相差較大，化學(xué)親和力很強(qiáng)時(shí)，化學(xué)吸附會(huì)在表面上導(dǎo)致新相的生成，即稱為表面化合物 。 表面化合物的特點(diǎn)： ? 一種二維化合物，不同于一般的化學(xué)吸附態(tài)，具有一定的化合比例，且隨鍵合性質(zhì)的不同表現(xiàn)不同性能； ? 不同于體相的化合物，不僅化合比不同，化合物的性質(zhì)也不同，而且通常的相圖中也不存在。 表面化學(xué)反應(yīng) 吸附物質(zhì)與固體相互作用形成了一種新的化合物。 54 固體表面原子的擴(kuò)散 擴(kuò)散 平行表面的運(yùn)動(dòng) 垂直表面向內(nèi)部的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 得到均質(zhì)的、理想的表面強(qiáng)化層 得到一定厚度的合金強(qiáng)化層 表面上的原子同樣可以通過(guò)擴(kuò)散從一個(gè)格位遷移到另一個(gè)格位。在一定溫度下這個(gè)原子遷移距離 x2=2Dt 55 隨機(jī)行走擴(kuò)散理論與宏觀擴(kuò)散系數(shù) 1. 表面原子的擴(kuò)散 指原子、離子、分子和小的原子簇等單個(gè)實(shí)體在物體表面 上的運(yùn)動(dòng)。 這些單個(gè)實(shí)體通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)而活化，從而進(jìn)行擴(kuò)散。 活化能 原子熱運(yùn)動(dòng)的不均勻性，隨溫度升高越來(lái)越多的表面原子得到足夠的活化能而沿表面進(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。 表面原子構(gòu)造的特點(diǎn)，使得許多原子的能量本來(lái)就不一樣，在臺(tái)階、位錯(cuò)等缺陷處，原子能量比其他地方的高。 56 2. 隨機(jī)行走（ Random Walk）理論 假定原子運(yùn)動(dòng)方向是任意的，隨機(jī)的，原子每次跳躍的距離是等長(zhǎng)的，并等于最近的距離 d。 式中， D為擴(kuò)散系數(shù)， T為熱力學(xué)溫度， kB為 Boltzmann常數(shù)，△ Hm為擴(kuò)散勢(shì)壘的高度或遷移能； △ Hf為吸附原子的生成能； 為原子沖擊勢(shì)壘的頻率， b為坐標(biāo)的方向數(shù)； z為配位數(shù)。 57 3. 宏觀擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù) 實(shí)際表面上不是一個(gè)原子而是 許多原子同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散。 )e x p(0 RTQDD ??式中， D為擴(kuò)散系數(shù)， Q為整個(gè)擴(kuò)散過(guò)程中的活化能， D0為擴(kuò)散常數(shù)，可在 103～ 103cm/s一個(gè)很寬的范圍里變動(dòng)。 58 表面擴(kuò)散定律 圖 表面原子擴(kuò)散模型 )(xCDxdtdC?????Fick第二擴(kuò)散定律的一維形式 59 表面的自擴(kuò)散和多相擴(kuò)散 自擴(kuò)散 多相擴(kuò)散 在一個(gè)單組分的基底上同種原子的表面擴(kuò)散 在表面上其他種吸附原子的擴(kuò)散 擴(kuò)散 本征擴(kuò)散系數(shù) 傳質(zhì)擴(kuò)散系數(shù) 擴(kuò)散系數(shù) 不包括缺陷生成能的擴(kuò)散系數(shù) 包括缺陷生成能的擴(kuò)散系數(shù) 60 1. 金屬表面的自擴(kuò)散 2. 多相表面擴(kuò)散 61 表面向體內(nèi)的擴(kuò)散 22 ),(),(xtxCDttxC?????62 END
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