答案3-表面界面.pptVIP

第五章 固体表面和界面结构与特性 曾世碧 4-28 1.实际固态表面有何特点？ 实际表面可能是单晶、多晶，也可能是粉体或非晶态。 表面粗糙，有裂缝和空洞，大体呈周期性起伏。 表面晶粒尺寸与体内有较大差别，晶粒尺寸很细，有非晶态存在。 表面经加工易产生非晶态层,即贝尔比层，且存在各种残余应力。 表面暴露在空气中一般会吸附空气中的水分子或氧，在一定条件下发生化学反应而被氧化或形成氢氧化物。 实际工业环境中，表面还可能物理吸附或化学吸附各种污染气体，如二氧化硫，二氧化碳，二氧化氮等。 2、吸附的物理原因有哪些？ 表面原子与吸附剂之间的弱结合力——范德瓦尔斯分子力，是表面原子与吸附原子之间的极化作用而产生，如极性分子固有偶极矩产生的奇森力，感应偶极矩产生的德拜力，非极性分子的瞬时偶极矩产生的伦敦力。 3、简述偏析的物理意思及其产生的可能原因。 偏析是溶质在表面或界面的富集，在烧结、结晶过程中，外电场，热处理，化工过程和元器件工作过程中发生，对材料的结构性质都有很大的影响。 产生的可能原因：在表面、晶界或相界上结构的缺陷比晶内多，溶质原子处于晶内的能量比处于晶界高，晶内原子向晶界区域偏析，以降低体系的能量。 4、固体表面电子态和体内有何差异。 晶体的三维周期性在表面处中断，表面上原子的配位情况发生改变，并且表面原子附近的电荷分布有改变，使表面原子所处的力场与体内原子不同。 表面上的原子会发生相对于正常位置的上、下位移以降低体系能量。表面上原子的这种移动称为表面弛豫。弛豫大致分为以下几种类型：压缩效应、驰张效应、起伏效应、双电层效应。 表面上原子的平移对称性与体内有明显区别，原子作了大幅度的调整，这种表面结构称为重构。表面重构与表面原子键价的不饱和产生的表面悬挂键有关。