表面工程-02 表面概念课件.ppt

第二章 表面、表面状态及表面特性 ;2. 表面、表面状态及表面特性 ;2. 表面、表面状态及表面特性 ;2. 表面、表面状态及表面特性 ;2. 表面、表面状态及表面特性 ;Geometrical Concept: ;Mechanical Concept: ;Physico-chemical Concept: ;2.1 固体表面;一般来说，固体表面是指 “固气” 界面或 “固液” 界面。 前者实际上是由凝聚态物质靠近气体或真空的一个或几个原子层（0.5—10 nm）组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡 。 正是这样的原因造成了固体材料表面有着与固体材料体内不同： 1．原子排列不同， 2．组分不同。;2.2 固体表面结构 ;2.2.1 清洁表面结构 按照热力学的观点，表面附近的原子排列总是趋于能量最低的稳定状态： 自行调整； → 原子排列情况与材料内部明显不同 依靠表面成分偏析，表面对外来原子或分子的吸附，以及两者的相互作用而趋向稳定态， →表面组分与材料内部不同。 ;2.2.1 清洁表面结构 ;2.2.1 清洁表面结构 ;2.2.1 清洁表面结构 ; 晶体表面的成分和结构都不同于晶体内部，一般大约要经过4～6个原子层之后才与体内基本相似，所以晶体表面实际上只有几个原层子范围。 晶体表面的缺陷： 点缺陷：空位对，空位团簇，吸附（偏析）的杂质原子等 线缺陷：位错在表面的露头 刃位错：直径为原子尺寸的一根管道 螺位错：表面形成台阶 ;实际表面的形态 实际表面就是我们通常接触到的表面 ; where Rpi Rvi are the ith highest peak, and lowest valley respectively. ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;2.2.2 实际表面结构 ;FeO;实例：金属材料在工业环境中的实际表面 ;2.3 固体表面的物理吸附和化学吸附;2.3.1 固体对气体的吸附 ;2.3.1 固体对气体的吸附 ;物理吸附与化学吸附的区别 ;2.3.2 固体对液体的吸附与润湿 ;影响固体对液体吸附力的因素： 固体表面的粗糙度 固体表面的污染程度 液体表面的表面张力;2.3.2 固体对液体的吸附与润湿 ;2.3.2 固体对液体的吸附与润湿 ;设定液/固，气/固，气/液的比表面吉布斯自由能分别为 、 、 ，则过程吉布斯自由能变化： 逆过程： 相当于外界所做的功W： W 称为附着功或粘附功。此值越大固液界面结合越牢，即附着润湿越强。;;;2.3.3 固体对固体的吸附 ;2.3.4 莱宾杰尔效应 ;思考题