第八章--晶界與相界.ppt

《第八章--晶界與相界.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、第十一章固體材料的界面界面:是由一個相過渡到另一相的過渡區(qū)域外部界面：晶體與其他介質接觸的部分內部界面：晶界、亞晶界、相界、孿晶界界面和內部本體的區(qū)別結構化學組成受力與內部本體界面能11.1晶體表面1.理想表面系統(tǒng)不發(fā)生任何變化的表面。理想表面就是指表面的原子位置和電子密度都和體內一樣2.清潔表面清潔表面指不存在任何污染的化學純表面，即不存在吸附、催化反應或雜質擴散等物理、化學效應的表面。高溫熱處理、離子轟擊加退火、真空解理、真空沉積、場致蒸發(fā)等才能得到清潔表面，同時還必須保持在1．33X10-1

2、0Pa的超高真空中弛豫:表面附近的點陣常數發(fā)生明顯的變化重構:表面原子重新排列，形成不同于體內的晶面。3．吸附表面吸附有外來原子的表面11.2表面吸附與偏析附吸:指氣相中的原子或分子沾集在固體(或液體)表面上偏析:指固溶體(或溶液)中的溶質原子富集在表面層內1.表面偶電層表面形成一個勢壘．一些具有較大動能的電子可以穿透勢壘，在表面形成一層稀薄的電子云，而體內鄰近表面處的電子云密度有所降低，于是在表面形成一個偶電層．2．物理吸附與化學吸附?物理吸附是反應分子靠范德華力吸附在固體表面上化學吸附，吸附劑

3、和吸附物的原子和分子間發(fā)生電子轉移，改變了吸附分子的結構，類似化學反應。作用力為靜電庫侖力?；瘜W吸附可分為：離子吸附：發(fā)生完全的電子轉移，吸附劑和被吸附物質變成離子，兩者的結合為離子鍵化學吸附：吸附劑和被吸附物質電子轉移不完全，兩者之一或雙方都提供電子作為共有化電子，形成局部價鍵，結合力是共有化電子與離子實之間的靜電庫侖力不同點：①吸附熱不同：化學吸附熱大于物理吸附熱②吸附和脫附的速率不同：化學吸附和脫附速率比物理吸附的慢③吸附的選擇性不同：化學吸附有選擇性④吸附層的厚度不同：化學吸附單層，物理吸

4、附可以單層和多層⑤吸附態(tài)的光譜不同：物理吸附使峰位移化學吸附產生新峰物理吸附與化學吸附的關系?有些化學吸附要經過物理吸附之后才能進行?可能相互轉化?有時難于區(qū)別吸附的平衡吸附量取決于吸附劑和吸附物質本身，與溫度、壓力也有一定的關系恒溫吸附情況下的化學勢可以通過控制氣壓來固定。偏析情況下的化學勢可以通過控制體相中溶質的成分固定。將與表面平衡的蒸汽看成理想氣體一、晶界二維晶界11.3、晶界與相界三維晶界1、小角度晶界1）對稱傾側晶界2）非對稱傾側晶界3）扭轉晶界2、大角度晶界若界面原子同時處于兩相點陣

5、結點上，即兩相原子在相界面上完全匹配時，該相界稱為共格相界二、相界兩相原子在相界面上無任何匹配關系，則該相界稱為非共格相界。當兩相結構相近而原子間距相差較大時，可形成半共格界面。界面的部分共格關系主要是通過一組刃型位錯來調整和維持。半共格界面上的位錯間距取決于晶面的錯配度δδ很小，D很大，趨向共格δ很大，D很大，即為非共格界面的特性1）界面能：晶界上原子排列不規(guī)則，處于較為的能量狀態(tài)，因此形成單位面積時所增加的能量稱為晶界能。大角度晶界能最高，小角度晶界能較低，且位向差越小，晶界能越低，孿晶界界

6、面能最低。對合金相中相界，非共格界面能最高，共格相界能最低。半共格居中。2）晶界在室溫下對材料有強化作用。3）相變時新相常在晶界上形核。4）晶界熔點較低。5）晶界的腐蝕過程比晶內快。6）晶界常聚集較多的微量元素，晶界偏聚（吸附）