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发表于 2015-10-5 08:11:40
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有关表面的N个基本概念 表面现象 一般是指具有确切的液相、固相表面上产生的各种物理化学现象。如吸附、毛细现象,润湿、粘着等现象均属表面现象。表面现象与表面自由能有密切关系,因此与表面自由能一样,普遍存在于多相体系中。
金属表面 通常是指金属与周围环境(气相、液相、真空)间的过渡区。由于环境不同,过渡区的组成与深度也不相同,通常有以下几种情况:
(1)纯净表面 大块晶体的三维周期结构与真空间的过渡区被称为纯净表面,它包括所有不具有体内三维周期性的原子层,一般是一个到几个原子层,厚度约为5~20埃。
(2)清洁表面 如果在金属表面上不存在表面化合物,仅有气体或洗涤物质的残留吸附层,这种表面可称为清洁表面或工业纯净表面。清洁表面在表面强化技术中应用较多(如电镀、喷涂、氧化处理等),其预处理工艺主要目的是得到清洁的金属表面。
(3)污染表面 我们通常所见到的大部分金属表面都是污染表面。金属与环境介质作用形成吸附层、表面化合物、金属表面层构成的复杂过渡层等为污染表面层。
(4)极表面及表面层 极表面是指最表面的单原子或单分子层。极表面的成分、组织、能量状态与心部有更大差别,并直接与周围环境相接触及相互作用,对表面强艺及物理化学、机械性能有很大影响。
表面层是表面以下数微米或数毫米的区域。这一区域的组织成分与内部不同,如纯金属会因机械加工形成塑性变形,回复再结晶;合金表面可形成偏析层,经表面强化处理后的金属表面可形成渗入层,表面覆层、塑性变形层等。表面层的厚度常从实用角度出发,人为确定并制定测量标准。
理想表面 理想表面是在无限晶体中插入一个平面后将其分成两部分所形成的。在这个过程中,除了对晶体附加了一组边界条件外,没有其它任何改变,在半无限的晶体内部,原子和电子的状态都和原来无限晶体中的情况一样。显然,理想表面是不存在的。
实际表面 1877年,吉布斯(J·W·GibbS)首先提出“表面相”的概念,指出气—固相界面(即表面)处存在一种二维凝聚物质相。这种表面相就是与理想表面不同的实际表面。实际表面相对于理想表面可产生如下变化:
(1)表面原子产生驰豫和重构。因为在形成新表面时,由于晶格的三维对称性、连续性被破坏,使表面产生表面自由能和表面张力;
(2)金属表面偏析。实际金属表面的化学成分往往与体相内不同,在表面上溶质原子增加或减少的现象叫偏析;
(3)表面吸附及表面化合物。实际金属表面与周围介质作用可产生吸附和化学反应,形成表面吸附层及表面化合物层,并可形成各种表面结构:形成单层有序排列原子;外延生长为多层有序结构;吸附原子与金属表面层原子相混合,组成固溶体或表面化合物。
(4)金属表面缺陷。实际金属表面存在各种晶体缺陷。
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