固体表面

1、燕山大学 机械工程学院 材料固体表面黑度的测定项目汇报,指导教师 ： 金昕 小组成员 ： 豆旭安张鹏 赵华龙,前言,依据认识论的基本原理，为了贯彻CDIO的教学理念，培养学生应用现代设计理论和方法解决实际问题的能力，设立该课程项目。项目采用完全开放形式，学生结成团队，每个团队按照项目要求，提出需要解决的问题并以所学的理论和方法解决问题，写出格式完整的项目报告和PPT讲演稿，进行公开答辩。长期以来学生习惯于被动学习、解决答案惟一的命题问题，缺乏学习的主动性、联系实际不够。设立这样的开放性教学项目对于引导学生积极思考。

2、第三章 固体表面,3.1固体表面特性,.1.1固体表面分子(原子）的运动受缚性固体表面的特性之一是表面分子（原子）的运动受到束缚。,在形成新表面的过程中可以认为包括以下两个步骤：,（1）首先体相被分开，形成新表面。 （2）然后表面的分子或原子重排，迁移到平衡位置。 对液体这两个过程同时完成； 对固体第二个过程难完成，产生表面应力,3.1.2固体表面的不均一性,固体表面的最突出特性之一是其不均一性。表现为：（1）表面粗糙,图3-1 固体表面的不均一性,平均高度,均方根高度,hrms,（2）固体中晶体晶面的不均一性（晶格缺陷、空位、错位）。

3、第二章 表面形貌和表面性质,第一节 表面形貌 由于摩擦的起因是由于两相互接触表面的相对运动，因此表面性质和表面接触状态必然会影响到接触表面间的摩擦。,一.表面形貌 任何表面都不可能是绝对光滑的，即时宏观看起来很光滑，但是在显微镜下仍然是非常粗糙，在微观上看，材料表面是由连续凹凸不平的峰和谷组成的，右图为金属三维表面形貌图。,材料的表面形貌是指其几何形状的详细图形，着重研究表面微凸体高度的变化，表面形貌由形状公差、波纹度和表面粗糙度组成。,表面粗糙度+波纹度+形状公差=实际表面形貌,波高：相邻波形波峰与波谷之。

4、1,第七章 固体表面与界面,第一节 固体表面第二节 固体界面第三节 晶 界,2,表面： 一个相和它本身蒸气（或真空）接触的分界面。 界面：一个相与另一个相接触的分界面。 实际上， 通常所说的表面严格地说是与空气相接触的界面。 一、固体的表面力场 晶体内质点受力均衡，合力为0，故每个质点力场是对称的；晶体表面质点受力不均，产生剩余的键力，即固体表面力。表面力分为化学力和分子引力两类。 1、化学力 它本质上是静电力，主要来自表面质点的不饱和价键，可用表面能大小来估计。对于离子晶体，表面主要取决于晶格能和极化作用（表面能。

5、第四章 固体表面吸附,第一节 吸附定义,吸附剂：表面上发生吸附作用的固体,吸附质：被吸附的气体等物质。,吸附：由于物理或化学的作用力场，某物质分子附着或结合在两相界面上的浓度与两相本体浓度不同的现象。,吸收：气体渗入整个凝聚相本体，如CO2渗入碳酸钠水溶液生成碳酸氢钠等。,表面分凝：由于两相界面存在强的表面结合力或表面键而使体相中某些组分在表面区产生富集的现象。其特点为组成随表面吸附质不同而变化。,如：Ag-Pd合金，吸附CO时，体相中的Pd可通过扩散到达 表面与CO形成羰基键，从而使表面富Pd。除去CO后，表面 组成由回。

6、 传热学三级项目报告固体表面黑度的测定姓 名：课程名称：工程传热学指导老师：任素波摘要：我们已经知道实际物体的辐射力与同温度下的黑体的辐射力的比值称为实际物体的黑度，物体表面的黑度与物体的性质、表面状况和温度等因素有关，是物体本身的固有特性，与外界环境情况无关。这个实验应用真空辐射法测定固体表面的黑度，首先设计一个已知长度和直径的圆柱形试件，将其放入另一已知长度和直径的圆柱形试件的空腔内，并且空腔内为真空，通过电加热彼此之间以辐射换热方式进行热交换，然后通过计算换热量和调节试件外表面温度，分析固体。

7、2019/6/15,第五章 固体表面,1,第五章 固体表面,固体：能承受一定应力的刚性物体。常温下有一定的体积和形状。,2019/6/15,第五章 固体表面,2,5.1 固体的表面特性（特征）固体的表面状态（常温常压有限时间间隔内），决定于其形成历史及 存在的环境。借助多种观测手段（手摸，尺量，放大镜，显微镜，电子显微镜）， 可观测或识别到：表面原子排列的不完整，不规则性。表面能量的不均匀性。,第五章 固体表面,5.1.1固体表面原子的活动性 液体表面的分子（原子）：1）处于激烈的运动中；2）表面上的原子（分子）与液体内部的分子及气态分子间成。

8、 传热学三级项目报告固体表面黑度的测定姓 名：张凯利 张志行 郑福鑫吴立军 娄家兴 邢增日课程名称：传热学指导老师：张兴中2013 年 12 月 1 日2目录一 、摘要3二 、前言4三 、项目报告正文53.1 实验设备介绍及实验原理分析 53.2 实验步骤介绍 83.3 实验数据及实验结果 83.4 实验结果分析113.5 实验误差分析12四 、总结12五 、参考文献 123一摘要通过传热学的学习，知道了实际物体的黑度是指实际物体的辐射力与同温度下的黑体的辐射力的比值，与物体种类和表面状态有关。本实验应用真空辐射法测定固体表面的黑度，首先设计一个已知长度和。

9、 1 / 9造纸化学品应用方案建议书(表 面 施 胶 剂)黄石龙骏化工科技有限公司二一二年十月七日2 / 9目 录笫一章：概况.2笫二章：产品介绍.3笫三章：表面施胶剂使用方案6笫四章：技术服务7笫五章：附 件 83 / 9笫一章：概 况首先，非常感谢贵公司给予龙骏化工科技的大力支持和帮助，在此表示由衷的感谢。祝贵公司生意兴隆，生产国内一流品质的纸张，为了能有效提高成纸质量，改善提高成纸的抗水能力，成纸的干湿强度，减少湿端的负荷，提高纸机的洁净度，在纸机的湿部和干部加入有效的化学品将非常重要。在制浆造纸化学品的应用上，龙骏化工。

10、1) 请分析为什么常常固体表面表征手段需要高真空或超高真空条件。固体由于其特有的结构使得固体表面易发生物理或者化学吸附，为了避免发生吸附对研究固体表面产生的影响，常常进行固体表面表征时需要高真空或超高真空条件。 2) 列举三种固体表面表征手段，简要说明其基本原理，所获信息和为什么是表面敏感的手段。低能电子衍射（LEED）原理：要获得表面原子排列的周期性的信息必须入射源的能量较低，不会穿透表面以下较深的区域，低能电子(10500ev; 电子波长 3.90.5)同表面作用时，一般只能穿透几个原子层厚度，平均自由程1nm （510） 。。

11、第六章 固体表面与界面行为固体表面与界面行为，对固体材料的物理化学性质和工艺过程具有重要意义。6-1 固体表面结构一、表面力场外 部 质 点内 部 质 点 结 构 中 断力 场 作 用 不 对 称 力 场 作 用固 定 周 期 晶 体 结 构固体表面力化学力和分子间力（一）化学力：本质上为静电力，来自表面质点的不饱和价键用表面能表达。（二）分子间力：固体表面与被吸附质点之间物理作用力，为固体产生物理吸附和凝聚的原因。分子间力来源于三种不同效应。1、定向作用：发生在极性分子之间本质上为静电力。2、诱导作用：发生在极性分子与非极性分。

12、吸附（adsorption）是相互接触的异相间产生的界面现象之一。它是在吸附剂（adsorbent）液体或固体的界面或 表面上极薄的接触面中吸附住吸附质adsorbate）的现象。,按吸附作用力分 A、化学吸附(chemical adsorption)：吸附剂与吸附质间通过化学作用，在吸附质与吸附剂之间发生电子转移、原子重排或化学 键的破坏与生成等现象。 B、物理吸附(physical adsorption): 吸附剂与吸附质之间通过分子间力 “或称范德华力”相互吸引。,2.2 固体表面吸附,固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通常它。

13、2016/1/12 10:49:00在固体表面研究中，有关（1）固体表面组成（2）表面原子及吸附原子或吸附分子的几何结构（3）吸附原子或吸附分子同表面的键合及吸附分子中的键合的三方面的信息至关重要，为获得以上信息，请列举至少一种有效的表征方法，简要说明原理、所获信息和为什么是表面敏感手段。Low-Energy Electron Diffraction(LEED)从低能电子（500 ev 电子束,平均自由程( 波长) 2 nm ）与表面作用，发生弹性散射研究清洁固体表面或表面吸附的几何结构的有效手段。可获得信息为：清洁表面原子排列形式（几何结构） ；吸附原子或分子在表面排。

14、固体表面物理化学一 小论文结合自己的科研项目，谈谈表面技术可以获得哪些有用的信息？课题不固定，可以自己定。如果有初步的实验结果，也可列举。二 简答1.列举三位在表面化学领域获得诺贝尔奖的科学家，并阐述贡献。德国化学家奥斯特（Wilhein Ostwald）1909 年获得诺贝尔化学奖比较清晰地提出了催化作用的概念，研究催化剂，提出化学平衡和反应速度的原理，发明了由氨氧化法制取一氧化氮等主要贡献。美国化学家兰缪尔(Irving Langmuir) 1932 年获得诺贝尔化学奖，首次提出原子清洁面概念,并由此提出单层化学吸附,吸附位置,吸附等温线;。

15、第三章 固体表面的接触,一、在外加载荷作用下，两个粗糙表面接触时，其接触特性及变形特性如何？ 二 、两球体在载荷作用下发生弹性接触时，其假设条件是什么？接触面积与载荷之间的关系如何？ 三、接触变形有哪些种类？ 四、平面与多凸体接触时，在简单模型条件下接触面积与载荷的关系？ 五、什么是塑性指数？塑性指数如何影响两表面之间的实际接触面积？ 六、实际接触面积与载荷之间的关系由什么因素决定？ 七、要使材料能够承受较大的载荷而不产生屈服，应该怎样选材？ 八、如何测量接触面积？,固体表面的接触是研究摩擦磨损的基础，如。

16、作业：9，18 阅读：AI 28.2AII 29.2,116 表面活性剂 Surface active agent (SAA),定义：加入少量即能够明显降低水的表面张力 的物质。大量正吸附。,(1) SAA分子在溶液表面上定向排列：相界面两侧极性不同；“相似相溶”原理。,内部形成胶束的溶液与真溶液不同：多相,内部形成胶束的溶液与一般多相系统不同：低G，稳定,临界胶束浓度 Critical micellar concentration (CMC),三、SAA 的应用,应用广泛，无处不在，发展快,棉布的防水处理,2. 增溶作用：,p,p,p,加入SAA会延长泡沫寿命，即增强稳定性。,4. 反胶束法制备Pt/C和Pt-Ru/C催化剂,现有。

17、中文名称 英文名称 表面张力聚六氟丙烯 Polyhexafluoropropylene 16聚四氟乙烯 Polytetrafluoroethylene (PTFE/Teflon) 18-20聚全氟乙丙烯（F46） Fluorinated ethylene propylene (FEP) 18-22聚三氟乙烯 Polytrifluoroethylene 22三氟氯乙烯 Chlorotrifluoroethylene (Aclar) 20-24硅橡胶 Polydimethyl siloxane (silicone elastomer) 22-24天然橡胶 Natural rubber 24石蜡 Paraffin 23-25聚偏氟乙稀 Polyvinylidene fluoride (PVDF) 25聚氟乙烯 Polyvinyl fluoride (PVF/Tedlar) 28聚丙烯 Polypropylene (PP) 29-31聚乙烯 Polyethylene 。

18、第一章 固体的表面特性,1.1 固体表面结构1.2 固体的表面吸附1.3 固体表面的物理力学特征1.4 固体表面成分与结构分析方法,第一章 固体的表面特性,自然界的物质以固、液、气三种形式存在；通常把两种不同形态物质的交界面称为界面； 界面又分为表面、晶界、相界；物质的这三种状态之间可以形成5种界面： 固-固、固-液、固-气、液-液、液-气 ；固体表面通常指固-气界面和固-液界面。,自然界中的表面现象,表面现象研究发展史,历史上对表面现象的研究是从力学开始的，早在十九世纪初就形成了表面张力的概念。1805年，托马斯杨（T.Young）最早提。

19、固体表面的吸附,固体表面的特性,固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通常它们是定位的。,Solid Na Ag NaCl MgO 石蜡 聚乙烯 云母 /(mJ m-2) 200 800 190 1200 25.4 33.1 2400,固体表面的气体与液体有在固体表面自动聚 集，以求降低表面能的趋势。,固体表面的气体或液体的浓度高于其本体 浓度的现象，称为固体的表面吸附。,广泛的应用：,干燥剂、防毒面具、脱色剂、色谱、污水处 理、催化剂、,当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。,常用的吸附剂有。

20、固体表面的特性与接触,目录,固体表面的几何性质,表面张力和表面能,固体表面的接触,固体表面的原子排列和结构缺陷,摩擦状态下的表面,概述,概述,工程材料中，大部分材料属于晶体，如金属、陶瓷和许多高分子材料。一般的将固相和气相之间的分界面称为表面，把固相之间的分界面称为界面。表面的定义：在物理学中，把两种物质的界面称为表面（在弹性力学中，表面应该满足以下边界条件：其上各点的法向应力n和切向应力n均为零）。通常，这个表面层的状态是复杂的。宏观上具有一定的几何形状，微观上存在各种晶格缺陷，在一定的环境下还存在各种。