11固液界面地微觀結(jié)構(gòu)

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案固液界面的微觀結(jié)構(gòu)固液界面微觀結(jié)構(gòu)分類：根據(jù)用顯微鏡觀察生長(zhǎng)著的晶體的界面狀況，可以將其微觀結(jié)構(gòu)分為兩類，即光滑界面和粗糙界面光滑界面：1.從顯微尺度來看，光滑界面呈參差不齊的鋸齒狀，界面兩側(cè)的固液兩相是截然分開的，在界面的上部，所有的原子都處于液體狀態(tài)，在界面的下部，所有的原子都處于固體狀態(tài)，即所有的原子都位于結(jié)晶相晶體結(jié)構(gòu)所規(guī)定的位置上。2.這種界面通常為固相的密排晶面。由于這種界面呈曲折的鋸齒狀，所以又稱為小平面界面。3.當(dāng)從原子尺度觀察時(shí)，這種界面是光滑平整的。光滑界面圖2.19：1.原子尺度看：a)界面光滑平整，b)固液兩相截然分開，c)界面上固相原子位于

2、固相晶體結(jié)構(gòu)所規(guī)定的位置上，d)形成平整的原子平面2.在光學(xué)顯微鏡下，光滑界面由曲折的若干小平面組成，所以又稱為粗糙界面：1.從原子尺度觀察時(shí)，這種界面高低不平，并存在幾個(gè)原子間距厚度的過渡層。在過渡層中，液相和固相的原子犬牙交錯(cuò)的分布著精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.由于過渡層很薄，在光學(xué)顯微鏡下，這類界面是平直的，又稱為非小平面界面除了少數(shù)透明的有機(jī)物之外，大多數(shù)材料包括金屬材料是不透明的，因此不能依賴直接觀察的方法確定界面的性質(zhì)那么如何判斷材料界面的微觀結(jié)構(gòu)類型呢，杰克遜對(duì)此進(jìn)行了深入的研究當(dāng)晶體與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)的固液界面：當(dāng)晶體與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)，從宏觀上看，其界面是靜止

3、的。但是從原子尺度看，晶體與液體的界面不是靜止的，每一時(shí)刻都有大量的固相原子離開界面進(jìn)入液相，同時(shí)又有大量液相原子進(jìn)入固相晶格上的原子位置，與固相鏈接起來，只不過兩者的速率相等。光滑界面和粗糙界面的定義：1.設(shè)界面上可能具有的原子位置數(shù)為，其中個(gè)位置為固相原子所占據(jù)，那么界面上被固相原子占據(jù)位置的比例為，被液相原子占據(jù)的位置比例則為。2.如果界面上有近50%的位置為固相原子所占據(jù)，即，這樣的界面即為粗糙界面。3.如果界面上有近0%或100%的位置為晶體原子所占據(jù)，則這樣的界面稱為光滑界面界面的平衡結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是界面能最低的結(jié)構(gòu)當(dāng)在光滑界面上任意添加原子時(shí)其界面自由能的變化可以用下式

4、表示：式中，為波爾茨曼常數(shù)，是熔點(diǎn)，是杰克遜因子精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案取不同的值作與的關(guān)系線2.191.當(dāng)時(shí)，在處，界面能處于最小值，即相當(dāng)于相界面上的一半位置為固相原子所占據(jù)，這樣的界面即對(duì)應(yīng)于粗糙界面；2.當(dāng)時(shí)，在靠近0處或1處，界面能最小，即相當(dāng)于界而上的原了位置有極少量或極大量為固相原子所占據(jù)，這樣的界面正是對(duì)應(yīng)于光滑界面。各種材料的杰克遜因子和界面性質(zhì)：1.純金屬與合金和某些有機(jī)物的杰克遜因子，其固液界面為粗糙型界面，2.許多有機(jī)化合物的，其固液界面為光滑型界面3.少數(shù)材料如和氫化物晶體等的，處于中間狀態(tài)，情況比較復(fù)雜，其固液界面呈混合型，且與界面的取向有關(guān)精彩文檔