材料表面与界面-1PPT课件.ppt

材料表面与界面管涌，危大福：表界面基础知识、表面活性剂、高分子材料的表面改性和表征，复合材料界面；
袁双龙：无机非金属材料，8课时；
朱以华：纳米材料，8课时；
张琰：生物材料，8课时。参考书：
1.顾惕人，朱步瑶，李外郎，等，表面化学，北京，科学出版社，2003年；
2.滕新荣，表面物理化学，北京，化学工业出版社，2009年；
3.朱步瑶，赵振国，界面化学基础，北京，化学工业出版社，1996年；
4.筏羲人（日），高分子表面的基础和应用，北京，化学工业出版社，1990年；
5.金谷，表面活性剂化学，合肥，中国科学技术大学出版社，2008年；
6.近藤精一，吸附科学，2005年；
7.RalphT.Yang（著），马丽萍，宁平，田森林（译），吸附剂原理与应用，北京，高等教育出版社，2010年；
8.赵亚溥，表面与界面物理力学，北京，科学出版社，2012年；
9.A.W.Adamson，顾惕人（译），表面的物理化学，北京，科学出版社，1984年；
……
为什么要学材料表界面？为什么要学材料表界面？材料表面的结构和化学组成，与材料内部有明显的差别；
（1）多组份材料；（比如塑料合金的分相与界面，表面富集等）（例：塑料薄膜抗静电剂）
（2）单组份材料。（结晶、缺陷等与内部不同）
（例：塑料注塑制品表面的结晶度与内部不同）

材料的制备和使用性能，会受到表面特性的强烈影响。材料表面.一次美国的到月球的宇宙飞行中，系统遇到了神秘的故障。液体燃料火箭在关闭了一个时期之后按程序重新点火，但点不着。经过激烈的讨论，一个表面化学家提出了令人震惊的可能性，即燃料不能很好地润湿槽壁以及燃料在空间失重条件下形成上浮的“球状”物，如图1-2所示。我们希望的情况当然是如图1-3所示的。1875～1878Gibbs定律；奠定了表界面科学的基础
1913～1942Langmuir的贡献；（获1932年诺贝尔化学奖）
(蒸发、凝聚、吸附、单分子膜等表界面的研究）
20世纪40年代前表面化学成果大量应用生产；
50年代微型化、IT发展促进表面化学发展；
60年代～由于超高真空技术的发展，表面现象向微观领域发展；
2007年格哈德·埃特尔,因成功描述了在表面发生的化学反应细
节，并以此方法为现代表面化学奠定了基础。获诺贝
尔化学奖。表界面是由一个相到另一个相的过渡区域。若其中一相为气体，这种界面通常称为表面（surface)。物理表面结构变化化学组成变化（1）气-液界面材料表界面的形成第1章表界面基础知识.表面张力和表面自由能定义：外力F与液膜边缘的长度成正比，比例常数与液体表面特性有关，以σ表示，称为表面张力：在上图中，设在F力作用下金属丝移动dx的距离，则所作的功为：表面张力与表面能表面张力液体表面存在张力的现象在很长一段时间内都未能从分子水平作出满意的解释。
（1）Young提出：液体表面好像一个弹性皮膜而具有收缩表面的能力。
（2）由于对表面张力的形成机制未能有满意的解释，一些著名的学者，如Laplace，Rayleigh，Adam等，转而否认表面张力的真实性，认为表面张力只是为了应用上的方便而引入的表面自由能的等效量。Gurney，Davies，Rideal的空位理论葡萄酒的眼泪Marangoniflow（effect）Asurfacehavingaspacialgradientinitssurfacefreeenergywascapableofcausingdropsofwaterplacedonittomoveuphill.Thismotionwastheresultofanimbalanceintheforcesduetosurfacetensionactingontheliquid-solidcontactlineonthetwooppositesides(“uphill”or“downhill”)ofthedrop.Therequiredgradientinsurfacefreeenergywasgeneratedonthesurfaceofapolishedsiliconwaferbyexposingittothediffusingfrontofavaporofdecyltrichlorosilane,CI3Si(CH2)9CH3.Theresultingsurfacedisplayedagradientofhydrophobicity(withthecontactangleofwaterchangingfrom97oto25o)overadistanceof1centimeter.Whenthewaferwastiltedfromthehorizontalplaneby15o,withthehydrophobicendlowerthanth