《材料表界面》第一章.pptVIP

3.2.2 清洁表面:指不存在任何污染的化学纯表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等物理化学效应的表面。表面上会发生与体内结构和成分不同的变化。 驰豫：点阵常数变化，非平衡态； 重构：原子重排，不同于本体内的晶面； 台阶化：有规律的非完全平面结构； 偏析：溶液或溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集； 吸附：气相原子或分子在气－固界面上的聚集。 结构变化 化学组成变化 3. 表界面的基本概念 固溶体中的溶质原子富集在表面或者界面，也就是表面或界面附近某种原子离子或化合物的浓度高于内部。 偏析 表面存在大量具有不饱和键的原子或离子，对外来的原子或离子能产生吸附。 吸附 化学组成变化 3.2.2 清洁表面:指不存在任何污染的化学纯表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等物理化学效应的表面。表面上会发生与体内结构和成分不同的变化。 驰豫：点阵常数变化，非平衡态； 重构：原子重排，不同于本体内的晶面； 台阶化：有规律的非完全平面结构； 偏析：溶液或溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集； 吸附：气相原子或分子在气－固界面上的聚集。 结构变化 化学组成变化 3. 表界面的基本概念 3.2.3 吸附表面:吸附有外来原子的表面。吸附原子可以形成无序的或有序的覆盖层。覆盖层可以具有和基体相同的结构，也可以形成重构表面层。 顶吸附 桥吸附 填充吸附 中心吸附 俯视图 剖面图 3. 表界面的基本概念 3.2 物理表面 定义：三维规整点阵到体外空间之间的过渡区域。 厚度随材料种类而异，从一个到多个原子层不等。 在过渡区域，周期点阵遭到严重扰动，甚至完全变异。 物理界面是不同于两相的第三相。 理想表面 清洁表面 吸附表面 3. 表界面的基本概念 3. 表界面的基本概念 3.3 材料表面 定义：各种表面作用和过程所涉及的区域，其空间尺度和状态决定于作用影响范围的大小和材料与环境条件的特性。 3. 表界面的基本概念 3.3 材料表面 机械作用界面 切削，研磨，抛光，喷砂，磨损等 化学作用界面 表面反应，粘接，氧化，腐蚀等 固态结合界面 真空，加热，加压，界面扩散等 液相或气相沉积界面 凝固共生界面 粉末冶金界面 热压，热锻，烧结，热喷涂等 粘结界面 无机或有机粘结剂粘结两固体 熔焊界面 固体表面形成熔体，凝固而成 一、绪论 1. 表界面科学研究的重要性 2. 表界面科学发展历程 3. 表界面的基本概念 * * 众所周知，材料科学，信息科学和能源科学是当今世界范围科学领域的三大前沿，在这三者当中信息传递需要材料，新能源的开发利用需要材料。所以材料是基础，是先导。而对于材料来说，材料的表界面对材料整体性能具有决定性影响。各种材料的性能和制造过程无不与材料的表界面密切相关。 * 利用表界面的一些基本概念，可以解决或协助解决许多实际和理论问题，这在一下这个表格中的具体事例中得到了充分的体现。 三次采油：依赖地层天然压力采油称为一次采油，钻出油井,为油流提供通道。随着地层压力的下降，需要用注水补充地层压力的办法来采油，称为二次采油。经过二次采油之后，油在岩石中呈不连续分布状态。抽出的油中含有大部分的水，接下来三次采油就是通过加入化学物质来改善油水气岩石之间的相互性能。比如说加入表面活性剂，表面活性剂吸附在岩石表面，改善了润湿性。使岩层中的不连续的油变为连续的油墙。 * 在排除了系统装置故障原因后，一位表面化学家提出，由于液体燃料在失重空间中呈如图所示的状态，因此不能很好的润湿容器，燃料很难进入到油泵中，若改进燃料对容器的润湿性，形成如右图所示的状态，则可以使燃料顺利进入油泵。表面化学基本原理对登月计划的成败产生如此举足轻重的影响，表界面研究的重要性可见一斑。 * * 纳米与界面催化研究组。包信和院士。院士是我们国家所设立的科学技术方面的最高学术称号，一般为终身荣誉，国家最杰出的科学家。 * 表界面科学是一门边缘科学，表界面现象很早就引起科学家的重视。 * 点阵是为集中反映晶体结构的周期性而引入的概念。晶体结构最基本的特征是周期性。晶体结构是在三维空间伸展的点阵结构。点阵是一组无限的点，点阵中每个点都具有完全相同的周围环境。在平移的对称操作下，（连结点阵中任意两点的矢量，按此矢量平移），所有点都能复原，满足以上条件的一组点称为点阵。 * 点阵是为集中反映晶体结构的周期性而引入的概念。晶体结构最基本的特征是周期性。晶体结构是在三维空间伸展的点阵结构。点阵是一组无限的点，点阵中每个点都具有完全相同的周围环境。在平移的对称操作下，（连结点阵中任意两点的矢量，按此矢量平移），所有点都能复原，满足以上条件的一组点称为点阵。 * 材 料 表 界 面 尹 杰 材料科学与工程学院 电话Email：yinjie@lcu.edu.cn 总课时数：