物理吸附的作用力是范德华力，包括：定向力/偶极力、诱导力、 色散力；作用力。其本质为静电相互作用力.吸附热约为：4.2 KJ/mol，一般在较低的温度下才能发生，无激活能，无选择。 物理吸附的作用力是范德华力和氢键，包括：定向力/偶极力、 诱导力、色散力；作用力。
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(b) 化学吸附： 外来原子在固体表面上形成吸附层由化学键作用 力引起，则此吸附称为化学吸附。特点：表面形成 化学键；有选择性；需要激活能；吸附热高（21- 42 KJ/mol）。吸附的物种可以是有序(order)也可以是 无序(disorder)吸附在表面，也可以是单层 (monolayer)，也可以是多层(multiplayer)吸附。因 表面的性质和被吸附的物种而定。
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吸附表面：吸附有外来原子的表面，吸附 原子可形成有序或无序的覆盖层。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。当吸附原子和基体原子之间 相互作ห้องสมุดไป่ตู้很强时，则形成表面合金或表面 化合物。覆盖层结构中也存在缺陷，且随 温度发生变化。
1.1.2 材料表面
与物理表面区别： 物理表面限于表面以下两三个原子层及其上吸附层。 而材料表面包括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。 按形成途径划分： 机械作用界面：受机械作用而形成的界面如切削、研磨、 抛光、喷砂、变形和磨损等 化学作用界面：由于表面反应、粘接、氧化、腐蚀等化 学作用形成 固体结合界面：两个固体相直接接触，通过真空、加热、 加压、界面扩散和反应等途径所形成的界面。
表 面
界面
表界面区的结构、能量、组成等都呈现 连续的梯度变化，非几何平面而是结构 复杂、厚度约几个分子线度的准三维区 域。 Interface Interphase Interlayer
1.1.1 物理表面 三维规整点阵到体外空间之间的过渡区域
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理想表面：指除了假设确定的一套边界条件外，不 发生任何变化的表面。 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。（相对环境气氛污染的表面而言，吸附质浓 度低需经特殊处理如高温热处理、离子轰击加退火、 真空解离、真空沉积等且在1.33*10-10Pa保存） 表面上会发生与体内结构和成分不同的变化，如： 驰豫、重构、台阶化、偏析和吸附等。
第一章

绪言
材料科学、信息科学 和生命科学是当前新技术革 命中的三大前沿科学，材料的表界面在材料科学中有 重要的地位 (材料表面与内部本体的结构、组成相同吗？） 材料表界面对材料整体性能具有决定性影响，因此 从物理学角度讲，研究材料表界面现象具有重要意义。 材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘 结、复合等等，无不与材料的表界面密切有关。
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液相或气相沉积界面：物质以原子尺寸形 态从液态或气相析出而在=固体表面形成的 膜层或块体称之 凝固共生界面：两个固体同时从液相中凝 固析出，且共同生长所形成的界面。 粉末冶金界面：通过粉末工艺将粉末材料 转变为块体所形成的界面。 粘结界面：由无机或有机粘结剂使两个固 体相结合而形成的界面。 熔焊界面：固体表面造成熔体相，两者在 凝固过程中形成冶金结合的界面。
1.1 表界面的定义
定义：
表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域。
实际应用中，表界面研究的对象为具有多相性的不 均匀体系，即体系中存在两个或以上不同性能的相。
Interface Interphase Interlayer
表界面通常分为以下五类：
1.固-气 2.液-气 3.固-液 4.液-液 5.固-固
表面附近的点阵常数发生 明显的变化。
NaCl晶体的表面弛豫
表面处离子排列发生中断，体 积大的负离子间的排斥作用， 使 C1- 向外移动，体积小的 Na+ 则被拉向内部，同时负离子易 被极化，屏蔽正离子电场外露 外移，结果原处于同一层的Na+ 和C1-分成相距为0.020 nm的两 个亚层，但晶胞结构基本没有 变化，形成了弛豫。
水
表面张力（surface tension）
（ a）
（ b）
U=Q+W

dU=TdS-pdV dH=Td+Vdp dF=-SdT-pdV dG=-dT+Vdp
H=U+PV F=U-TS
G=H-TS
1.2表界面科学发展史
1875～1878 Gibbs定律； 1913～1942 Langmuir的贡献； 20世纪40年代前 表面化学成果大量应用生产； 50年代，微型化、IT发展促进表面化学发展； 60年代～，表面现象向微观领域发展。
表面现象
它们为什么可以 漂在水面上
ps
水在毛细管中为 什么会上升
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（b）重构(rebuilding)：表面原子重新排列，形成不
同于体相内部的晶面
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c)
偏析又称偏聚或分凝(segregation) 指化学组成在 表面区域的变化但结构不变。
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d) 台阶化(steps) 表面附近的点阵常数不变，晶 体结构也不变，而形成相梯度表面。
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吸附(adsorption) 指表面存在周围环境中的 物种。分类：物理吸附和化学吸附
e)
(f) 形成化合物 指表面化学组成和结构都发生 改变，在表面有新相生成
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吸附分类：物理吸附和化学吸附
( a) 物理吸附：外来原子在固体表面上形成吸附层，由范德华力 (Van der Waals)作用力引起，则此吸附称为物理吸附。 特点：物理吸附过程中没有没有电子转移、没有化学键的生成和 破坏，没有原子重排等等，产生吸附的只是范德华力。