《材料表面与界面》PPT课件.ppt

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1、总结：1、固体润湿沾湿功WaLVSVSLALV浸湿功W也称为粘附张力AiSVSL铺展系数SSVLVSLALV2、润湿方程cosSVSLLVW(cos1)aLVWcosiLVS(cos1)LV6.4固体表面张力、表面能测定6.4.1温度外推法测定固体熔融状态下不同温度的的表面张力，外推到室温，得固体表面张力用于固体表面张力估算，误差较大6.4.2晶体劈裂法Orowan公式2TxT拉开厚度为x薄片的拉力2=2EE弹性模量5.4.3溶解热法原理：固体溶解时，表面破坏，表面能转化为溶解

2、热的一部分。同等重量不同细度固体的溶解热之差即固体的表面能。6.5低表面能表面张力估算cosSVSLLV00固体表面张力SSVS6.5.1Fowkes方法假设只有色散力在界面上起作用dd2ABABAB0dd2SLSLVSLV0dd2cosSVSLVSLVLV0dd2SSVLVSLVcosLVdd12SLVLVLVddcos12SLVLVLV对于低表面能固体0LVdcos作图LVLVd求出2S如果用烷

3、烃测试接触角d＝LVLVdddddcos12＝－1＋2SLVLVSLVLVdcos－1＋2SLV＝0，cos＝16.5.2Owens-Wendt-Kaelle法考虑极性成分dLV(cos1)dLVpSSpp2LVLVdp解方程可求，SS6.6固体表面吸附6.6.1Langmuir单分子吸附模型假设：1）表面均匀，表面上各个位置吸附性能相同2）吸附热与表面覆盖度无关，即：吸附分子之间无相互作用；3）单分子层吸附表面吸附速度：P吸附平衡时气体的压力θ吸附气体表面覆盖分数K吸附速度常数表面脱附速度：

4、E吸附热K0脱附速度常数吸附脱附达到平衡时：ERTKP(1)Ke0bPKERT1bPbe吸附常数K0Langmuir吸附等温式V表示压力为P时吸附量V表示饱和吸附量mVVbP＝mVVm1bPPP作图求出Vm和bV两种气体吸附VbPm,AAAVA1bPbPAABB6.6.2BET多分子吸附模型（Brunauer，Emmett，Teller）补充假设：1）可进行多分子层吸附2）第一层的与以后各层不同，第二层起各吸附热都相同3）吸附与脱附只发生在直接暴露在气相的表面上S3S2S1S0E1aPSbSeRT1011EiRT

5、aPSbSeii1iiASii0VV0iSiV0单位面积上覆盖单分子层所需体积i0iSiVVi0＝VmAV0Sii0VCP＝Vm(P0P)1C1PP0BET公式PP作图求出V和CmV(PP)P006.6.3溶液中Langmuir单分子吸附模型假设：1）表面均匀，表面上各个位置吸附性能相同2）吸附热与表面覆盖度无关，即：吸附分子之间无相互作用；3）单分子层吸附表面吸附速度：kC(1)C吸附平衡时溶液中溶质的浓度θ吸附溶质表面覆盖分数表面脱附速度：k(1C)（1-C）溶剂浓度1吸附脱附达到平衡时

6、：kC(1)k(1C)1稀溶液1C1kC(1)k1KCk1KCKk1吸附平衡常数表示压力为P时吸附量表示饱和吸附量mKC＝mm1KC第七章表面表征表面张力接触接角触角测定仪、XPS、表面Au压ger、UPS、SIMSS、表面IR组、成AFM、SEM表面形貌7.1接触角测定仪7.1.1固体自由能测定1）Owens方法dLV(cos1)dLVpSSpp2LVLVdp用几种已知，的液体测接触角LVLVdLV(cos1)LVpd作图求出，SSpp2LVLV2）Zis

7、man方法dddcos＝－1＋2SLVLVd用几种已知的液体测接触角LVd求出dcos作图SLVLVd非极性和低极性材料SS3）Schultz方法测试高表面能材料cosSL1SL2L1L27.1.2悬滴法测液体表面张力mgVmg2R2R2R7.2X－射线光电子能谱X-rayPhotoelectronSpectroscopyXPSESCAElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis基本功能：表面元素分析测试厚度：金属0.5～2nm氧化物２～４nm有机物和聚合物４～1

8、0nm测试元素：检测元素Li～U7.2.1测试原理1）光电效应电子