表层与次表层

搬运工

说说这个话题。

孤鸿踏雪

         说实在话，我们平时所讲的“表面”和“次表面”是非常模糊的概念！还有一种模糊称谓叫“近表面”！要想真正搞清这个概念，必须先搞清楚以下有关表面的基本概念：

         1. 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，对表面强化工艺及物理化学、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。
         
         2. 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。

        3. 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。

        4. 驰豫  固体表面上的原子产生偏离原三维晶体平衡位置的移动（如向上或向下移动），即形成原子的驰豫。

        5. 重构  由于表面原子出现明显驰豫，致使平行表面方向上的原子移位，这种现象叫做“重构”。
                        有了上面这些基本概念的支撑，老孤以为，所谓“表面”就是“极表面和表面层”，所谓“次表面”“近表面”，则是比较模糊而无法准确定义和量化的、应该理解为“极表面和表面层”以里（内侧）一定区域、一定厚度的薄层，

搬运工

都不关心这个话题啊。

身在此山

表层与次表层的具体定义或概念，没有留意过哪本教科书讲到过。
抛砖引玉，谈一下鄙公司在工作中用到这两个名词的场合。参考而已，不必当回事：

1. 表层 ----  用硬度梯度法确定渗碳层深，或工件是否增碳/脱碳，第一点硬度被叫做“表层硬度，打在距表面0.05 mm处。是不是可以说，表层是表面至 0.05 mm深的那个薄层？
2. 次表层 ---- 文献说氢脆引发的裂纹起源于“次表面”。做过化学热处理的工件若是发生氢脆断裂，通常发现氢脆裂源在渗层（硬化层）内。是不是可以说，次表层是从表层边沿（0.05 mm）往里的硬化层区域？

cnszgong

IGO和SP(Surface Pearlite)指表层，而ITP指次表层。