當dσdt<0,即溶質(zhì)濃度增加,引起表面張力減少時,Γ>0,為正吸附。dσdt>0,即溶質(zhì)
增加,引起表面張力增大時,Γ<0,為負吸附。由此可知,所謂正吸附就是溶質(zhì)元素
面上的濃度大于在液體內(nèi)部的濃度,負吸附則是溶質(zhì)元素在表面上的濃度小于在內(nèi)部的
。因此,表面活性物質(zhì)具有正吸附作用;而非表面活性物質(zhì)具有負吸附作用。
溶質(zhì)的原子體積大于溶劑的原子體積時,由于它對溶劑晶格的歪曲,使勢能增加。但
系統(tǒng)總是向減小自由能方向自發(fā)進行,因而,這些體積較大的原子總是傾向于被排擠到
,在表面富集———正吸附。由于這些原子體積大,表面張力低,使整個系統(tǒng)的表面張力
。這也可以用表面層原子受力不對稱性程度加以解釋。
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三、表面張力及其對成型過程的影響
1表面張力的實質(zhì)
表面張力是表面上存在的一個平行于表面且各向大小相等的張力。表面張力是由于物質(zhì)
在表面上的質(zhì)點受力不均勻而產(chǎn)生的。對于液體和氣體界面上的質(zhì)點 (原子或分子),由于
液體的密度大于氣體的密度,故氣相對它的作用力遠小于液體內(nèi)部對它的作用力,使表面層
質(zhì)點處于不平衡的力場之中。結(jié)果是表面層質(zhì)點受到一個指向液體內(nèi)部的力,使液體表面有
自動縮小的趨勢。
從物理化學可知,表面自由能是產(chǎn)生新的單位面積表面時系統(tǒng)自由能的增量。設(shè)恒溫、
恒壓下表面自由能的增量為ΔF,表面自由能為σ。
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空穴的產(chǎn)生使局部地區(qū)能壘
降低,鄰近的原子則進入空穴位置,造成空穴的移動。溫度愈高,原子的能量愈大,產(chǎn)生的
空穴數(shù)目愈多,從而使金屬膨脹。在熔點附近,空穴數(shù)目可達原子總數(shù)的10%。
當把金屬加熱到熔點時,會使金屬的體積突然膨脹3%~5%。這個數(shù)值等于固態(tài)金屬
力學溫度零度加熱到熔點前的總膨脹量。除此之外,金屬的其他性質(zhì)如電阻、黏性等在
度下發(fā)生突變。同時,這種突變還反映在熔化潛熱上,即金屬在此時吸收大量熱量,溫
不升高。這些突變現(xiàn)象是不能僅僅用離位原子和空穴數(shù)目的增加加以解釋的。
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