4-表面和界面-无机材料物理化学

学材料系Р4.1.3 粉体表面结构Р粉体是指微细的固体粒子集合体,具有极大的比表面积。?粉体在制备过程中,由于反复的破碎,所以不断的形成新的表面,而表面层离子的极化、变形和重排使表面晶格畸变,有序性降低。随着粒子的微细化,比表面增大,表面结构的有序程度受到愈来愈强烈的扰乱并不断向颗粒深部扩展,最后使表面趋于无定形化。?不仅增加了粉体活性,而且由于双电层结构使表面荷电而容易引起磨细的粉体又重新团聚。Р2018/7/9Р7Р刘和义南京理工大学材料系Р基于X射线、热分析等方法对粉体表面的研究,曾提出两种不同的模型:?一种认为粉体表面层是无定形结构,另一种认为是粒度极小的微晶结构。Р例如,对粉碎的石英(SiO2)的研究:?采用差热分析,其在573℃的相变,相变的石英量随粉体粒度的减小而减小,粒度1.3m时,只有50%发生相变;但用HF溶去表面层,相变量就为100%,说明表面是非晶(无定形)结构。Р2018/7/9Р8Р刘和义南京理工大学材料系Р对粉体进行的更精确的X射线和电子衍射发现,其X射线谱线不仅强度减弱而且宽度明显变宽,因此认为粉体表面层并非无定形结构,而是覆盖了一层尺寸极小的微晶体,由于微晶体的晶格是严重畸变的,晶格常数不同于正常值而且十分分散,因而使X射线谱线变宽。Р上述两种结果都得到实验的支持,似有矛盾。?但是如果把微晶体看作是晶格极度变形了的微小晶体,那么它的有序范围显然是很有限的,而无定形固体也远不象液体那样具有流动性,并不是完全无序。Р2018/7/9Р9Р刘和义南京理工大学材料系Р4.1.4 玻璃表面结构Р由于玻璃具有比相同组成晶体更大的内能,因此表面力场的作用更明显。Р从熔体转变为玻璃时,为了保持最小的表面能,各成分将按其对表面自由焓的贡献能力,自发地转移和扩散。导致玻璃表面的化学成分和结构不同于内部。Р2018/7/9Р10Р刘和义南京理工大学材料系