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1、学 海 无 涯 1 材料表界面知识点汇总材料表界面知识点汇总 1.表，界面是指一个相到另一个相的过渡区域。表，界面是指一个相到另一个相的过渡区域。 2.表界面可以分为一下五类：固表界面可以分为一下五类：固-气，液气，液-气，固气，固-液，液液，液-液，固液，固-固。固。 3.把凝聚相和气相之间（固把凝聚相和气相之间（固-气，液气，液-气）的分界面称为表面；把凝聚气）的分界面称为表面；把凝聚 相之间（固相之间（固-液，液液，液-液， ，固液， ，固-固）的分界面称为界面。固）的分界面称为界面。 4.理想表面的定义：指除了假设确定的一套边界条件外，系统不发生理想表面的定义：指除了假设确定的一套边界
2、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，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。且在实际生活中理想表面是不可能存在的。 5.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，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。生多种与体内不同的结构和成分变化。 6.吸附表面的定义：吸附有外来原子的表面称
3、之为吸附表面。特点：吸附表面的定义：吸附有外来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。吸附原子可以形成无序的或有序的覆盖层。 7.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，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，熔金界面，粘接界面，熔 焊界面。焊界面。 8.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。力，这种张力称为表面张力。 9.
4、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。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。 10.吸附类型分为物理吸附和化学吸附。吸附类型分为物理吸附和化学吸附。 11.表面张力计算公式：表面张力计算公式： 学 海 无 涯 2 12.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。表面张力产生的根本原因是分子间相互作用力的不平衡引起的。 13.表面张力本质上是由分子间相互作用力，即范德瓦尔斯力，单位表面张力本质上是由分子间相互作用力，即范德瓦尔斯力
5、，单位 为：为：J/m2 14.Laplace 方程方程:附加压力的方向总是指向曲率中心一边， 且与曲率大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。小有关。 15.Laplace 方程：球方程：球面：面： 与曲率半径成反比与曲率半径成反比 任意曲面：任意曲面： ；对于平液面，两个曲率半径都为无限；对于平液面，两个曲率半径都为无限 大，大， p=0，表示跨过平液面不存在压差。，表示跨过平液面不存在压差。 16.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
6、液象，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。面。 17.Kelvin 公式：公式： po 为为 T 温度下， 平液面的蒸汽压；温度下， 平液面的蒸汽压； P 为为 T 温度下，弯液面的蒸汽压；温度下，弯液面的蒸汽压；V 为液体摩尔体积；为液体摩尔体积；r 为弯液面的为弯液面的 曲率半径。曲率半径。 18.Kelvin 公式表明，液滴的半径越小，其蒸汽压越大。公式表明，液滴的半径越小，其蒸汽压越大。 19.在在 0 以下，很纯以下，很纯的水可能不结冰，即为过冷水。的水可能不结冰，即为过冷水。 20.过热液体是加热到沸点也不沸腾的液体。过热液体是加热到沸点也不沸腾的液体。
7、21.过饱和溶液是指浓度高于正常溶解度而不结晶的溶液。过饱和溶液是指浓度高于正常溶解度而不结晶的溶液。 22.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。得到真正洁净的固体表面。 23. 学 海 无 涯 3 吸附性质吸附性质 物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附 吸附力吸附力 范德瓦尔斯力范德瓦尔斯力 化学键力化学键力 吸附热吸附热 小，近于液热化小，近于液热化 大，近于反应
8、热大，近于反应热 选择性选择性 无无 有有 吸附层吸附层 单或多分子层单或多分子层 单分子层单分子层 吸附速度吸附速度 快，不需要活化能快，不需要活化能 慢，需活化能慢，需活化能 可逆性可逆性 可逆可逆 不可逆不可逆 发生吸附的温度发生吸附的温度 低于吸附质临界温度低于吸附质临界温度 远高于吸附质沸点远高于吸附质沸点 24.定义单位质量的吸附剂具有的表面积为比表面积，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：单位： ，比表面积是物质分散程度的一种表征方法。，比表面积是物质分散程度的一种表征方法。 25.Langmuir 等温式：单分子层；等温式：单分子层；Freundli
9、sh 吸附等温式：多分子层吸附等温式：多分子层 26.BET 吸附等温式：吸附等温式： 27.气体吸附法测定固体的比表面积计算公式：气体吸附法测定固体的比表面积计算公式： 28.杨氏方程：杨氏方程： =0，cos =1，液体完全润湿固体表面；，液体完全润湿固体表面； ，液体不润湿固体；，液体不润湿固体； ，完全不润湿；，完全不润湿； 29.接触角的测定方法：停滴法，吊片法，纤维对液体接触角测定接触角的测定方法：停滴法，吊片法，纤维对液体接触角测定 30.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。和多相性
10、，表面污染。 31.润湿过程的三种类型：黏附润湿，浸湿，铺展润湿。润湿过程的三种类型：黏附润湿，浸湿，铺展润湿。 32.铺展润湿过程即一个以液铺展润湿过程即一个以液-固界面和液气表面取代气固界面和液气表面取代气-固表面的过固表面的过 学 海 无 涯 4 程。程。 33.当当 ，液体能在表面上自行铺展，反之则不能。，液体能在表面上自行铺展，反之则不能。 34. 类型类型 能量判据式能量判据式 接触角判据接触角判据 黏附润湿黏附润湿 浸湿浸湿 铺展润湿铺展润湿 35.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
11、剂。的物质称为表面活性剂。 36.表面活性剂分子结构是“火柴棒”模型。表面活性剂分子结构是“火柴棒”模型。 37.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。急剧下降，以后则大体保持不变。 38.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。表面活性剂，非离子表面活性剂。 39.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
12、水解后起活性作用的是阳离子基团。面活性剂水解后起活性作用的是阳离子基团。 40.阴离子表面活性剂有：羧酸盐类，硫酸酯盐类，磺酸盐，磷酸酯阴离子表面活性剂有：羧酸盐类，硫酸酯盐类，磺酸盐，磷酸酯 盐类。盐类。 41.阳离子表面活性剂有：铵盐类，季铵盐类阳离子表面活性剂有：铵盐类，季铵盐类 42.亲疏平衡值（亲疏平衡值（HLB）越大，表示该表面活性剂的亲水性越强，）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。值越低，则亲油性或疏水性越强。 43.指定石蜡的指定石蜡的 HLB=0，油酸的，油酸的 HLB=1，油酸钾的，油酸钾的 HLB=20，十二烷基，十二烷基 学 海
13、无 涯 5 硫酸酯钠的硫酸酯钠的 HLB=40.阴离子在阴离子在 1-40 之间，非离子在之间，非离子在 1-20 之间。之间。 44.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（临界胶束浓度（CMC). 45.离子型表面活性剂所构成的胶束基本呈球形。离子型表面活性剂所构成的胶束基本呈球形。 46.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表面张力随温度的上升而下降。高
14、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。小分子液体一样，随升高而降低。 47.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。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。 48.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，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
15、层。渡层。 49.聚合物表面改性的方法：电晕，火焰，化学改性，等离子改性，聚合物表面改性的方法：电晕，火焰，化学改性，等离子改性， 辐照，光化学改性。辐照，光化学改性。 50.电晕放电处理改善了聚合物的黏结性和润湿性。电晕放电处理改善了聚合物的黏结性和润湿性。 51.聚烯烃的液态氧化处理只要处理方法是酸氧化法，氧化体系有重聚烯烃的液态氧化处理只要处理方法是酸氧化法，氧化体系有重 铬酸盐铬酸盐/硫酸，硫酸铵硫酸，硫酸铵/硫酸银溶液，铬酸硫酸银溶液，铬酸/醋酸。高锰酸钾醋酸。高锰酸钾/硝酸，双硝酸，双 氧水，氯磺酸，王水等。氧水，氯磺酸，王水等。 52.等离子体是一种全部或部分电离了得气体状态物质
16、，其中含有亚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” 。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” 。 53.等离子体共有三种：热（高温）等离子体，低（低温）等离子体等离子体共有三种：热（高温）等离子体，低（低温）等离子体 学 海 无 涯 6 和混合等离子体。和混合等离子体。 54.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。的引入，对湿润性的影响，对黏结
