表面与界面习题.pdfVIP

Chapter 1 1、表面与界面的定义。 1)表面：固体与真空的界面； 2) 界面：相邻两个结晶空间的交界面称为“界面” 。 2、叙述表面与本体的不同点。 表面与本体：结构、化学组成、性质都存在不同。 材料与外界的相互作用是通过表面来进行的。 因此， 表面具有特殊性， 它的性质将直接影响 材料的整体性质。 材料的性质虽然与组成的本体有关， 但其表面对性能的影响却占很大的比 重。因为，不少性能是通过表面来实现的，如表面硬度、表面电导，同时，材料某些性能将 通过表面受到外界环境的影响。 3、什么叫相界面？有哪几类？ 1)相界面：相邻相之间的交界面成为相界面。 2) 分为 3 类：固相与固相的界面，固相与气相的界面，固相与液相的界面。 4、材料表面与界面的表征手段有哪些？ 材料表面与界面的表征主要通过对比表面积、表面张力（表面能）等测定来实现 1）比表面积 a 静态吸附法（ BET ）（测量准确度和精度都很好，但达到吸附平衡慢，仪器装置较复杂， 需要高真空系统，并且要使用大量的汞，逐步被动态吸附法所取代 ） b 动态吸附法：常压流动法，气相色谱法（ 操作简单而快速 ） 2 ）表面张力 a 高聚物熔体表面张力外推法 ( γ∝T成直线关系，测定不同温度下高聚物熔体的表面张 力，外推到 20 ℃时的表面张力 ) b Zisman 的浸润临界表面张力法 ( 测定固体在已知表面张力的液体中的接触角 ) C 还有几何平均方程求解法、状态方程测求法等等 d 理论计算：等张比容法、内聚能密度法、 Tg参数计算法 5 、试述表面张力产生的原因。 材料的表面结构和性质与其本体有明显的差别， 这是因为位于材料本体的原子受到周围原子 的相互作用是相同的，处于对称力场之中，总的作用之和等于 0 ；而处于表面的原子只有局 部受到与本体相同的相互作用，而其余的部分则完全不同 , 表面由此产生表面张力。 6、单位体积的物体所具有的表面积称为比表面，请得 出下列结果： (1) 半径为 r 的球形颗粒，其比表面为： (2) 质量为 m，密度为 ρ的球形颗粒的比表面： (3) 边长为 L 的立方体的比表面为： (4) 质量为 m，密度为 ρ的立方体的比表面为： 7. 水蒸气迅速冷却至 25℃会发生过饱和现象。已知 25 ℃时水的表面张力为 71.49 ×10－3 N/m，当过饱和水的蒸气压为正常平衡蒸气压的 4 倍时，求： P 2 V 2 M （1）在此过饱和情况下，开始形成液滴的半径； RT ln （2 ）一滴此种水滴中含有多少个水分子？ P r r 0 8. 在 20 ℃下，若水的密度为 ρ＝998.2kg/m 3, 表面张力为 72.8 Х10-3N/m ，若水滴半径为 -6 10 cm，求水的过饱和度。 -6 -8 -3 T=293K， r=10 cm=10 m, R=8.314JmolK,M=18g/mol=18*10 kg/mol 9. 乙醇的表面张力符合公式 σ＝72 －0.5c+0.2c2,c 是乙醇的浓度（ mol/L ），温