习题
1.什么叫表面张力和表面能? 在固态下和液态下这两者有何差别?
2.一般说来,同一种物质,其固体的表面能要比液体的表面能大,试说明原因。
3.什么叫吸附、粘附? 当用焊锡来焊接铜丝时,用锉刀除去表面层,可使焊接更加牢固,请解释这种现象。
4.方镁石的表面能为1000尔格/cm2,如果密度为3.68克/cm3,求将其粉碎为1u颗粒时,每克需能量多少卡?
5.试说明晶界能总小于两个相邻晶粒的表面能之和的原因。
7.1克石英在粉碎机中轧成粒度为1u的粉末时,重量增至1.02克,若这是吸附了空气中水分的结果,试求吸附水膜的厚度(假定破碎后颗粒为立方体)。
8.真空中Al2O3的表面张力约为900erg/cm2,液态铁的表面张力为1729erg/cm2,同样条件下,界面张力(液态铁—氧化铝)约为2300erg/cm2,问接触角有多大? 液态铁能否润湿氧化铝? 答:θ=14429´
9.表面张力为500erg/cm2的某液态硅酸盐与某种多晶氯化物表面相接触,接触角θ=45°;若与此氧化物相混合,则在三晶粒交界处,形成液态小球,二面角φ平均为90°,假如没有液态硅酸盐时,氧化物-氧化物界面的界面张力为1000dyn/cm,试计算氧化物的表面张力。
答:γsv=1060.7dyn/cm2
10.MgO—A12O3—SiO2系统的低共熔物,放在Si3N4陶瓷片上,在低共溶温度下,液相的表面张力为900erg/cm2,液体与固体的界面能为600erg/cm2,测得接触角为70.52°,
(1)求Si3N4的表面张力。
(2)把Si3N4在低共熔温度下进行热处理,测得其腐蚀的槽角为123.75°,求Si3N4的
晶界能。
(3)如果把20%的低共熔物与Si3N4粉末混合,加热到低共溶温度下,试画出由低共熔
物与Si3N4混合组成的陶瓷显微结构示意图。
答: (1) γsv=900erg/cm2
(2) γsv=848.5erg/cm2
复习提纲
1.基本概念:表面、晶界、相界、弛豫表面、重构表面、黏附、润湿、吸附
2.固体是如何降低系统的表面能的,为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能;
3.固体的表面力场的分类和本质,晶体的表面结构特点,表面粗糙度、表面微裂纹对表面力场的影响;
4.固体的界面行为对固体表面结构和性质的影响;粗糙表面的润湿行为;
一、表面力的存在使固体表面处于高能量状态,然而,能量愈高系统愈不稳定,那么固体是
通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。