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哈工大材料学院材料表界面复习资料

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复习内容: 一 液体表面 1研究液体结构的基本假设。 (1)组成液体的原子(或分子)分布均匀、连贯、无规则;(2)液体中没有晶态区域和能容纳其他原子或分子的孔洞;(3)液体的结构主要由原子间形成的排斥力决定。 2 间隙多面体,径向分布函数。 液体结构的刚性球自由密堆可以用间隙多面体来表示,其中原子处在多面体间隙的顶点。液体自由密堆结构的5种理想间隙:(a)四面体间隙;(b) 八面体间隙;(c)三棱柱的侧表面被覆盖 3个半八面体间隙;(d)阿基米德反棱柱被覆盖 2个半八面体间隙;(e)正方十二面体 四面体间隙占了主要地位,所以四面体间隙配位是液体结构的另一特征,四面体配位中的各相邻原子的间距就成为液体结构的最近邻原子间距。 随着温度升高(低于材料熔点 Tm),原子间距增加,原子震动幅度提高,但仍然保持有序结构。这时的原子数量的变化不再是一系列离散的线,所以再用原子数量(N(r))来表示不同径向距离(r)处原子的分布就显得不太合适,而通常采用的方法是用在不同径向距离(r)处原子出现的密度来表示。用密度分布函数 ρ (r)来代替离散的数量值 N(r)时,分布函数的峰值就代表了在距离中心原子r处原子出现的概率。 3 液体原子结构的主要特征。 (1)液体结构中近邻原子数一般为 5~11个(呈统计分布),平均为 6个,与固态晶体密排结构的12个最近邻原子数相比差别很大; (2)在液体原子的自由密堆结构中,四面体间隙占了主要地位。 (3)液体原子结构在几个原子直径范围内是短程有序的,而长程是无序的。 4 液体表面张力的概念及影响因素。 液体表面分子或原子受到内部分子或原子的吸引,趋向于挤入液体内部,使液体表面积缩小,因而在液体表面切向方向始终存在一种使液体表面积缩小的力,液体表面这种沿着切向方向,合力指向液体内部的作用力,就称为液体表面张力。 液体表面张力影响因素很多,如果不考虑液体内部分子或原子向液体表面的偏聚和外部原子或分子对液体表面的吸引,影响液体表面张力的因素主要有: (1)液体自身结构:液体的表面张力来源于液体内部原子或分子间的吸引力,因此液体内部原子或分子间的结合能的大小直接影响到液体的表面张力的大小。一般来说,液体中原子或分子的结合能越大,液体表面张力越大,一般液体表面张力随结构不同变化趋势是:金属键结合物质>离子键结合物质>极性共价键结合物质>非极性共价键结合物质 (2)表面所接触的介质:液体的表面张力的产生是由于处于表...

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