02第二章 固体表面的物理化学特征.ppt

* 2.3.4 表面向体内的扩散 1. Fick第二定律及其Gauss解 Gauss解的标准表达形式（Gauss误差函数表） * 2.3.5 表面向体内的扩散Fick第二定律及其Gauss解 2. 扩散元素沿深度的分布 3. 表面浓度低于体相浓度的扩散 * 1. 表面摩擦与磨损 2. 表面腐蚀 3. 电镀与化学镀 5. 表面改性技术 6. 表面分析与测试 7. 其他的表面技术 4. 表面涂覆技术 准备PPT题目 * 　复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用三棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，将颜色按一定顺序排列形成光谱。 由于分子中电子和原子核不停地运动，非极性分子的电子云的分布呈现有涨有落的状态，从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移，产生了瞬时偶极，分子也因而发生变形。分子中电子数愈多、原子数愈多、原子半径愈大，分子愈易变形。瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极，且两个瞬时偶极总采取异极相邻状态，这种随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力(因其作用能表达式与光的色散公式相似而得名)。虽然瞬时偶极存在暂短，但异极相邻状态却此起彼伏，不断重复，因此分子间始终存在着色散力。无疑，色散力不仅存在于非极性分子间，也存在于极性分子间以及极性与非极性分子间。 　　色散力存在于一切分子之间。色散力与分子的变形性有关，变形性越强越易被极化，色散力也越强。稀有气体分子间并不生成化学键，但当它们相互接近时，可以液化并放出能量，就是色散力存在的证明。 * 2.1.2 固体表面的成分偏聚 表面偏聚---合金的表面成分一般不同于合金的整体平均成分，这种现象称为表面偏聚。 溶质原子在表面富集 表面溶质原子减少（称为反偏聚） 平衡偏聚 非平衡偏聚 ---整个系统中温度和组元的化学位都是不变的，可以用平衡热力学来描述。 ---动力学过程的结果 * 2.2 固体表面的吸附 吸附剂（adsorbent）：表面上发生吸附作用的固体。 吸附质（adsorbate）：被吸附的气体等物质。 吸附：由于物理或化学的作用力场，某物质分子附着或结合在两相界面上的浓度与两相本体浓度不同的现象。 吸收：被吸附物质深入到固体体相中。 吸附量：达吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的数量（标准状况下的体积）。 吸附平衡 * 2.2.1 吸附现象 1．固体表面上气体的吸附 物理吸附 化学吸附 ---仅仅是一种物理作用，没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等。 ---相当于吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。 * 物理吸附和化学吸附 * 吸附热：在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于化学键能，比较大。 吸附热的取号： 吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值。 * 化学吸附速率决定于以下几个因素 气体分子对固体表面的碰撞频率； (T,P或P分) 必须碰撞在表面上空着的活性点上； （单层吸附、有饱和性） 吸附活化能 (起始态，活化态，吸附态) * 2.2.1 吸附现象 2．固体表面上液体的吸附(水滴在固表面铺展) （1）固体表面对液体中溶质和溶剂的吸附 正吸附 负吸附 ---吸附层内溶质的浓度比液体中原溶质的浓度大 ---吸附层内溶质的浓度比液体中原溶质的浓度小 * （2）固体表面对液体吸附的规律性和影响因素 1）使固体表面自由能降低得越多的物质，越容易被吸附。（驱动力） 2）与固体表面极性相近的物质较易被吸附。（极性与非极性） 3）与固体表面有相同性质或与固体表面晶格大小适当的离子较易被吸附。（晶体的扩充） 4）溶解度小或吸附后生成化合物的物质，较易被吸附。 5）固体表面带电时，较易吸附反电性离子或易被极化的离子。 6）固体表面污染程度对吸附有很大影响。（铁片在水银中断裂与在空气中断裂） * 7）液体表面张力对吸附有重要的影响。 F固液=λ（1+cosθ） F固液---固-液吸附粘结力， λ液体的表面张力， θ为液-固接触角。 在0到180度范围内，随θ增加而降低。 * 8）被吸附物质的浓度对吸附的影响。 随溶质浓度c的增加呈现1/n指数关系. 9）温度对吸附的影响。 吸附是放热过程，故温度升高，吸附量应减少。但有时，吸附量反而随温度升高而增加。 * 3．固体表面之间的吸附 条件：当两固体表面之间接近到表面力作用范围内（即原子间距范围内）时，固体表面之间产生吸附作用。 如：将两根新拉制的玻璃丝相互接触，它们就会相互粘附。 粘附功：粘附程度的大小。WAB=γ