材料表面及界面-4.ppt

BET公式 求出Vm和C 学习动物精神 11、机智应变的猴子：工作的流程有时往往是一成不变的，新人的优势在于不了解既有的做法，而能创造出新的创意与点子。一味 地接受工作的交付， 只能学到工作方法 的皮毛，能思考应 变的人，才会学到 方法的精髓。 学习动物精神 12、善解人意的海豚：常常问自己：我是主管该怎么办才能有助于更好的处理事情的方法。在工作上善解人意， 会减轻主管、共 事者的负担，也 让你更具人缘。 5.4 固体表面润湿性质 高能表面 5.4.1 固体表面润湿性质 金属、氧化物、无机盐 低能表面 有机物、聚合物 5.4.2 低能表面的润湿性 1）临界表面张力 γLV cosθ cosθ=1 γc 同系物液体在固体表面上的接触角随液体表面张力减小而减小 小于γc的液体能够在固体表面上铺展， γc称为临界表面张力 γLV cosθ γc cosθ=1 非同系物液体 2）临界表面张力规律 polymer γc PTFE 18 甲基硅树脂 20 PE 31 PP 29 PMMA 39 PET 43 PA66 46 脲醛树脂 61 ② 固体表面润湿性与固体所含元素有关 N O I Br Cl H F ① 固体表面润湿性与固体极性有关，极性大，润湿性好 ③ 氟、硅聚合物的表面润湿性最差 5.4.3 临界表面张力与表面组成的关系 全氟月桂酸 6 全氟丁酸 9.2 十八胺 22 硬脂酸 24 表面单分子层γc（在玻璃上成膜） γ c与表面上基团有关，与本体无关 γc与表面结构的关系 基团 γc －CF 3 6 －CF2H 15 －CF3, －CF2 17 －CF2－ 18 －CH2－CF3 20 －CF2－CFH－ 22 －CF2－CH2－ 25 －CFH－CH2－ 28 －CClH－CH2－ 39 －CCl2－CH2－ 40 ＝CCl2 43 －CH3 22 5.4.4 高能表面的自憎现象 高能表面吸附液体形成单分子层，使固体的临界表面张力小于液体本身的表面张力，使液体无法在固体表面铺展的现象，称为表面自憎现象，液体称为自憎液体 1－辛醇 γ 27.8 －CH3 γc 22 非极性液体可铺展，极性液体取决于它们的表面张力和临界表面张力 第六章、固体表面 固体表面特点： 1）固体表面处于非平衡态 固体表面状态主要不取决于表面张力，而是取决于形成条件 2）表面张力与表面自由能不相等 6.1固体表面张力与表面自由能 当表面原子可以自由扩散时： 固体状态时： 6.2晶体平衡形状 各相异性 恒温、恒压下，晶体平衡态： 各方向上能量最低原理 各相同性，如：液体 Gibbs－Wulff晶体生长规律 生长快 迅速扩大 表面能高的面生长快，使表面能低的面迅速扩大，晶体变尖 6.3固体表面结构特点 5~20? 1）表面驰豫 几个原子层 表面原子偏离正常位置，在垂直方向上位移现象，称为表面驰豫 高表面能原子向里位移，低表面能原子向外位移 LiF为例： Li F 0.35? 0.1? 表层沿表面产生了横向移动，二维周期性与体内不同的现象，称为表面重构 2）表面重构 3）表面台阶 4）表面缺陷 6.4固体表面张力、表面能测定 6.4.1温度外推法 测定固体熔融状态下不同温度的的表面张力，外推到室温，得固体表面张力 用于固体表面张力估算，误差较大 6.4.2晶体劈裂法 Orowan公式 T拉开厚度为x薄片的拉力 E弹性模量 5.4.3 溶解热法 原理：固体溶解时，表面破坏，表面能转化为溶解热的一部分。同等重量不同细度固体的溶解热之差即固体的表面能。 6.5低表面能表面张力估算 假设只有色散力在界面上起作用 如果用烷烃测试接触角 考虑极性成分 6.5.2 Owens-Wendt-Kaelle法 6.6 固体表面吸附 6.6.1 Langmuir单分子吸附模型 假设： 1）表面均匀，表面上各个位置吸附性能相同 2）吸附热与表面覆盖度无关，即：吸附分子之间无相互作用； 3）单分子层吸附 表面吸附速度： P吸附平衡时气体的压力 θ吸附气体表面覆盖分数 K吸附速度常数 表面脱附速度： E吸附热 K0脱附速度常数 吸附脱附达到平衡时： Langmuir吸附等温式 吸附常数 求出Vm和b 两种气体吸附 6.6.2 BET多分子吸附模型 （