材料表界面知识点汇总

1、材料表界面知识点汇总.表，界面是指一个相到另一个相的过渡区域。.表界面可以分为一下五类：固-气，液-气，固-液，液-液，固-固。.把凝聚相和气相之间（固 -气，液-气）的分界面称为表面；把凝聚 相之间（固-液，液-液，固-固）的分界面称为界面。.理想表面的定义：指除了假设确定的一套边界条件外，系统不发生 任何变化的表面。特点：表面的原子位置和电子密度都和在体内一样， 且在实际生活中理想表面是不可能存在的。.清洁表面的定义：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一系列物理， 化学效应的表面。特点：可以发 生多种与体内不同的结构和成分变化。.吸附表面的定义：吸附有外来

2、原子的表面称之为吸附表面。特点： 吸附原子可以形成无序的或有序的覆盖层。.材料表面的分类：机械作用界面，化学作用界面，固态结合界面， 液相或气相沉积界面，凝固共生界面，粉末冶金界面，粘接界面，熔 焊界面。.表面张力的定义：在液体表面膜中，存在着使液体表面积缩小的张 力，这种张力称为表面张力。.吸附是组分在热力学体系的各相中偏离热力学平衡组成的非均匀 分布现象。通常将被吸附的分子成为吸附质，固体则称为吸附剂。.吸附类型分为物理吸附和化学吸附。.表面张力计算公式:.表面张力产生的根本原因是分子间相互作用力的不平衡引起的.表面张力本质上是由分子间相互作用力，即范德瓦尔斯力，单位为：J/m2. Lap

3、lace方程：附加压力的方向总是指向曲率中心一边，且与曲率 大小有关。. Laplace方程：球面：与曲率半径成反比任意曲面：；对于平液面，两个曲率半径都为无限大，p=0 ,表示跨过平液面不存在压差。.当毛细管浸在液体中，若液体能浸润管壁，则会发生毛细上升现象，液面呈凹月形。反之，若液体不能浸润管壁，则液面下降呈凸液面。. Kelvin公式：po为T温度下，平液面的蒸汽压；P为T温度下，弯液面的蒸汽压；V为液体摩尔体积；r为弯液面的曲率半径。. Kelvin公式表明，液滴的半径越小，其蒸汽压越大。.在0以下，很纯的水可能不结冰，即为过冷水。.过热液体是加热到沸点也不沸腾的液体。.过饱和溶液是指

4、浓度高于正常溶解度而不结晶的溶液。.固体表面产生不均一性的原因：固体表面的凹凸不平；固体中晶体晶面的不均一性；固体表面几乎总是被外来物质所污染，我们很难得到真正洁净的固体表面。23.吸附性质物理吸附化学吸附吸附力范德瓦尔斯力化学键力吸附热小，近于液热化大，近于反应热选择性无有吸附层单或多分子层单分子层吸附速度快，不需要活化能慢，需活化能可逆性可逆不可逆发生吸附的温度彳氐于吸附质临界温度远高于吸附质沸点24.定义单位质量的吸附剂具有的表面积为比表面积，A =A/W 单位:，比表面积是物质分散程度的一种表征方法。. Langmuir等温式：单分子层；Freundlish 吸附等温式：多分子层. B

5、ET吸附等温式：.气体吸附法测定固体的比表面积计算公式：.杨氏方程：=0, cos =1 ,液体完全润湿固体表面；,液体不润湿固体；,完全不润湿；.接触角的测定方法：停滴法，吊片法，纤维对液体接触角测定.引起接触角滞后现象发生的因素有：表面粗糙性，表面不均匀性和多相性，表面污染。32.铺展润湿过程即一个以液-固表面的过.润湿过程的三种类型：黏附润湿，浸湿，铺展润湿。-固界面和液气表面取代气程。.当，液体能在表面上自行铺展，反之则不能.类型能量判据式接触角判据黏附润湿浸湿铺展润湿.加入很少量就能大大降低溶剂的表面张力，使表面呈现活性状态 的物质称为表面活性剂。.表面活性剂分子结构是“火柴棒”模型

6、。.表面活性剂加入水中，一开始表面张力随表面活性剂浓度增加而急剧下降，以后则大体保持不变。.表面活性剂分为：阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性 表面活性剂，非离子表面活性剂。.阴离子表面活性剂水解后起活性作用的是阴离子基团；阳离子表 面活性剂水解后起活性作用的是阳离子基团。.阴离子表面活性剂有：竣酸盐类，硫酸酯盐类，磺酸盐，磷酸酯 盐类。.阳离子表面活性剂有：镂盐类，季镂盐类.亲疏平衡值（HLB ）越大，表示该表面活性剂的亲水性越强，HLB值越低，则亲油性或疏水性越强。.指定石蜡的 HLB=0 ,油酸的HLB=1 ,油酸钾的 HLB=20 ,十二烷基硫酸酯钠的 HLB=40.阴离子在1-

7、40之间，非离子在 1-20之间。.少量表面活性剂的加入可是水的表面张力迅速下降，但到某一浓度后，水溶液的表面张力几乎不变，这个表面张力转折点的浓度即为临界胶束浓度（CMC）.离子型表面活性剂所构成的胶束基本呈球形。.表面张力随温度的上升而下降。高聚物液体或熔体的表面张力与小分子液体一样，随升高而降低。.表面张力与相对分子质量增大而增大，到一定值后，达到恒值。.聚合物表面改性的目的：改变表面化学组成，引进带有反应性的功能团，清除杂质或弱边界层等；改变界面的物理形态； 提高表面能，改进聚合物表面的润湿性和黏结性；通过表面接枝反应，设计界面过渡层。.聚合物表面改性的方法：电晕，火焰，化学改性，等离

8、子改性，辐照，光化学改性。.电晕放电处理改善了聚合物的黏结性和润湿性。.聚烯烧的液态氧化处理只要处理方法是酸氧化法，氧化体系有重铭酸盐/硫酸，硫酸镂/硫酸银溶液，铭酸/醋酸。高镒酸钾/硝酸，双氧 水，氯磺酸，王水等。.等离子体是一种全部或部分电离了得气体状态物质，其中含有亚稳态和激发态的原子，分子，离子和电子，而正电荷类物质与负电荷类物质的含量大致相等，所以称为等离子体，被称为“物质的第四态.等离子体共有三种：热（高温）等离子体，低（低温）等离子体和混合等离子体。.等离子体处理对聚合物的表面的改性效果：表面交联，极性基团 的引入，对湿润性的影响，对黏结性的影响。.由于等离子体处理引入的极性基团

9、结合在聚合物表面上，因此改 善了表面的润湿性，使聚合物的表面张力增大，接触角减小。.等离子体的其他作用：引起聚合物失重，聚合物表面变得粗糙， 或形成许多小坑，对黏结性可能有利。.表面接枝是在聚合物的表面生长出一层新的具有特殊性能的其他 聚合物，从而使表面层的结构和性能与本体不同。.表面接枝的方法：表面接枝聚合；大分子偶合反应；添加嵌段或 接枝共聚物。.射线辐射法一般的放射线指的是：射线， 射线， 射线。.表面接枝聚合中使用的放射线是射线和加速电子束。.辐照接枝的原理：是聚合物 A在射线辐照下，表面分子链产生自 由基，大分子自由基引发单体 M,按自由基聚合原理进行聚合反应, 把分子链 M接枝到基材 A的表面上。.金属表面是指金属晶体从三维的规整点阵到体外空间之间的过渡 区域。.金属的真实表面包括三个薄层：加工应变层