复习材料--表界面

1、考试安排：考试安排：时间：时间：12月月24日日 14:00 15:40地点：第二公共教学楼地点：第二公共教学楼 A113：材料：材料13011302，C1301； A115：材料：材料13031305； A117：无机非：无机非13011302，复材，复材1301-1302复 习 材 料第一章第一章 绪论绪论f1.1 表界面的基本概念f1.2 表界面科学发展历程f1.3 表界面科学研究的重要性基本概念：基本概念：f表界面的定义 1. 物理表面 2. 材料表面f表面能与表面张力f表面吸附f表面扩散传质若其中一相为气体，这种界面通常称为表面 (surface)。物理表面三维规整点阵到体外空间之间

2、的过渡区域，厚度随材料种类而异，从一个到多个原子层不等；在过渡区域，周期点阵遭到严重扰动，甚至完全变异。表面张力表面上单位长度的应力，又称表面张力系数，其量纲为mN/m；增加单位面积所做的功，其量纲为mJ/m2f 物理表面理想表面清洁表面吸附表面驰豫：驰豫：点阵常数变化，非平衡态；点阵常数变化，非平衡态；重构：重构：原子重排，不同于本体内的晶面；原子重排，不同于本体内的晶面；台阶化：台阶化：有规律的非完全平面结构；有规律的非完全平面结构；偏析：偏析：溶液或溶质在相界、溶液或溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集；晶界或缺陷上的聚集；吸附：吸附：气相原子或分子在气气相原子或分子在气固界面上的聚集。固界面

3、上的聚集。结构变化结构变化化学组成变化化学组成变化结构变化ds内部表面d0指表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直间距ds和体内原子层间距d0相比有所膨胀和压缩的现象。可能涉及几个原子层。驰豫d0内部表面d0指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但在垂直方向上的层间间距d0与体内相同。重构表面不是平面，由规则或不规则台阶组成。台阶化表面化学组成变化指溶液或溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集。偏析气相原子或分子在气固界面上的聚集。吸附f 表面吸附吸附吸附气相中的原子气相中的原子或分子聚集到气或分子聚集到气-固或液固或液-固界面上，而又不生成固界面上，而又不生成稳定的凝固相；稳定的凝固相；发生

4、在表面。发生在表面。偏析偏析指溶液或固溶指溶液或固溶体溶质在相界、晶界或体溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集；缺陷上的聚集；发生在界面。发生在界面。吸附现象吸附现象吸附类型吸附类型物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附第二章第二章 液体表面液体表面 2.12.1 表面张力和表面自由能表面张力和表面自由能 2.2 2.2 表面张力的热力学定义表面张力的热力学定义 2.3 2.3 LaplaceLaplace方程方程 2.4 2.4 液体表面张力的测定液体表面张力的测定 2.52.5 KelvinKelvin公式公式 2.6 2.6 f表面张力本质表面张力本质上是由分子间上是由分子间相互作用力，相互作用力，

5、即范德瓦尔斯即范德瓦尔斯力产生的；力产生的；f表面张力产生表面张力产生的根本原因的根本原因是是分子间相互作分子间相互作用力不平衡引用力不平衡引起的。起的。12(1/1/) (2-18)prr 1）对球面 r1 = r2 =r p = 2/r 2）对凸面 r取正值 p 0 对凹面 r取负值 p 0 对平面 r = p = 0LaplaceLaplace方程 附加压力的方向总是指向曲率中心。psps 对于公式的讨论；对于公式的讨论； 计算题计算题 解释哪些现象。解释哪些现象。KelvinKelvin公式rMRVPPRT22)ln(0液滴的半径越小，液滴的半径越小，其蒸汽压越大；其蒸汽压越大；气泡的

6、半径越小，气泡的半径越小，其蒸汽压越小。其蒸汽压越小。 Gibbs Gibbs吸附等温式 溶液的表面张力随组成的变化规律溶液的表面张力随组成的变化规律 21表示单位面积上吸附溶质的过剩量，表示单位面积上吸附溶质的过剩量，单位是单位是mol/cm2，它表示溶质的表面浓度和本体浓度之差。，它表示溶质的表面浓度和本体浓度之差。112 (2-47)2ln22cccRTRTTT 表界面三大定律：表界面三大定律：12(1/1/) (2-18)prr rMRVPPRT22)ln(0112 (2-47)2ln22cccRTRTTT 248 2/ (2-15)Prr drprr d 1. Laplace方程球面

7、非球面2. Kelvin公式3. Gibbs 吸附等温式第三章第三章 固体表面固体表面3.1 3.1 固体的表面特性固体的表面特性3.2 3.2 固体表面的自由能固体表面的自由能3.3 3.3 固固- -气界面吸附气界面吸附 表面分子运动受缚性表面分子运动受缚性 表面不均一性表面不均一性 表面吸附性表面吸附性LangmuirLangmuir吸附等温式吸附等温式弗罗因德利希式弗罗因德利希式BETBET多分子层吸附理论多分子层吸附理论BET理论与理论与langmuir理论的相理论的相同、不同点的对照同、不同点的对照Langmuir吸附等温式吸附等温式fLangmuirLangmuir理论的基本观点

8、；理论的基本观点；f公式及参数含义；公式及参数含义；fLangmuirLangmuir吸附等温式的优缺点；吸附等温式的优缺点；f对对LangmuirLangmuir吸附理论的评价；吸附理论的评价；Vbp= 1+bp mV第四章第四章 固固- -液界面液界面f4.1 Young方程和接触角方程和接触角f4.2 接触角的测定方法接触角的测定方法f4.3 接触角的滞后现象接触角的滞后现象f4.4 黏附功和内聚能黏附功和内聚能f4.5 Young-Dupre公式公式f4.6 润湿过程的三种类型润湿过程的三种类型cos液气固液固气 润湿过程的三种类型；润湿过程的三种类型； 为什么铺展是润湿的最为什么铺展

9、是润湿的最高形式；高形式； 黏附润湿： Wa = 固气- 固液 + 液气 浸湿： A = 固气- 固液 铺展润湿： Sl/s = 固气- 固液 - 液气接触角与润接触角与润湿性的关系湿性的关系第五章第五章 表面活性剂表面活性剂5.2 5.2 表面活性剂分类表面活性剂分类 5.3 5.3 表面活性剂的物理化学性能表面活性剂的物理化学性能1. 亲疏平衡值（亲疏平衡值（HLB）2. 相转型温度相转型温度 （PIT）3. 临界胶束浓度（临界胶束浓度（CMC）4. 表面活性剂的溶解度表面活性剂的溶解度会判断类会判断类型和特点型和特点混合表面混合表面活性剂的活性剂的HLB计算计算第六章第六章 高分子材料的

10、表面张力高分子材料的表面张力6.2 6.2 表面形态对表面张力的影响表面形态对表面张力的影响6.1 6.1 表面张力与温度的关系表面张力与温度的关系6.3 6.3 表面张力与相对分子质量的关系表面张力与相对分子质量的关系6.4 6.4 表面张力与分子结构的关系表面张力与分子结构的关系6.5 6.5 表面张力与内聚能密度表面张力与内聚能密度聚合物液体或聚合物液体或熔体的表面张熔体的表面张力也随温度的力也随温度的上升而下降。上升而下降。等张比容等张比容固体聚合物表面张力的测试方法固体聚合物表面张力的测试方法内聚能内聚能内聚能密度内聚能密度第七章第七章 复合材料的界面复合材料的界面f7.1 复合材料

11、概述复合材料概述f7.2 聚合物基复合材料聚合物基复合材料f7.3 玻璃纤维增强塑料界面玻璃纤维增强塑料界面f7.4 先进复合材料的界面先进复合材料的界面f7.5 复合材料界面理论复合材料界面理论f7.6 复合材料界面性能表征复合材料界面性能表征 协同效应；协同效应； 复合材料为什么复合材料为什么产生协同效应；产生协同效应； 根据破坏过程解根据破坏过程解释复合材料的断释复合材料的断裂能比其组成材裂能比其组成材料要大很多倍料要大很多倍 聚合物基复合材料增强体类型，会举例；聚合物基复合材料增强体类型，会举例； 常用的三种树脂基体常用的三种树脂基体第七章第七章 复合材料的界面复合材料的界面f7.3

12、玻璃纤维增强塑料界面玻璃纤维增强塑料界面偶联剂偶联剂 (1) (1) 有机硅烷类偶联剂：结构通式；作用机理；有机硅烷类偶联剂：结构通式；作用机理； (2) (2) 有机铬偶联剂；有机铬偶联剂； (3) (3) 钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂。用偶联剂进行玻璃纤维表面处理的方法用偶联剂进行玻璃纤维表面处理的方法第七章第七章 复合材料的界面复合材料的界面f7.4 先进复合材料的界面先进复合材料的界面f7.5 复合材料界面理论复合材料界面理论f7.6 复合材料界面性能表征复合材料界面性能表征高性能增强纤维：高性能增强纤维：碳纤维碳纤维有机纤维有机纤维种类；种类；特点；特点；u 化学键理论化学键理论基本观点、对其评价基本观点、对其评价第八章第八章 生物材料界面及其表面修饰生物材料界面及其表面修饰f8.1 生物材料概述生物材料概述f8.2 生物材料表面及界面研究生物材料表面及界面研究生物医用材料的定义；生物医用材料的定义；生物材料发展历程生物材料发展历程三代材料；三代材料；分类方式；分类方式；u 生物相容性生物相容性u 细胞外基质细胞外基质生物相容性的影响因素生物相容性的影响因素；作为组织工程用细胞外基质材料的特征作为组织工程用细胞外基质材料的特征