流体质点脉动。.pptVIP

2. 固态金属 按原子聚集形态分为 晶体与非晶体。 晶体:凡是原子在空间呈规则的周期性重复排 列的物质称为晶体。 单晶体：在晶体中所有原子排列位向相同者 多晶体：大多数金属通常是由位向不同的小单 晶（晶粒）组成，属于多晶体。 4. 液态金属 液态金属中的原子和固态时一样，均不能自由运动，围绕着平衡结点位置进行振动。 但振动的能量和频率要比固态原子高几百万倍。 液态金属——几乎总是非晶体 。 液态金属宏观上呈正电性，具有良好导电、导热和流动性。 表1 几种金属的熔化潜热与气化潜热 固体可以是非晶体也可以是晶体 液态金属——几乎总是非晶体 。 液态金属在结构上更象固态而不是气态，原子之间仍然具有很高的结合能。 液态金属的结构特征 l）组成：液态金属是由游动的原子团、空穴构成。 图 液态金属结构示意图 金属由液态转变为固态的凝固过程，实质上就是原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程。 从这个意义上理解，金属从一种原子排列状态（晶态或非晶态）过渡为另一种原子规则排列状态（晶态）的转变均属于结晶过程。 流体流动的类型---层流及湍流 动力粘度与运动粘度 运动学粘度为动力学粘度除以密度，即： 运动学粘度ν—— 适用于较大外力作用下的流体力学流动，此时由于外力的作用，液体密度对流动的影响可以忽略 动力学粘度η—— 在外力作用非常小的情况下适用，如夹杂的上浮过程和凝固过程中的补缩等均与动力粘度系数η有关。 粘度对铸件轮廓的清晰程度的影响 在薄壁铸件的铸造过程中，流动管道直径较小，雷诺数值小，流动性质属于层流。此时，为降低液体的粘度应适当提高过热度或者加入表面活性物质等。 2.表面张力及其产生的原因 表面张力：在液体表面内产生的平行于液体表面、且各向相等的张力。 表面张力是气/液界面现象，它的的大小与液相和气相的性质有关。 影响表面张力的因素 1）熔点 熔点、沸点 2）温度 T 3）溶质元素 两类溶质： A.使液态金属表面张力降低 　→溶质对该金属称为液态金属的表面活性物质 　　→具有正吸附作用 　　→即溶质在表面之浓度大于溶质在内部的浓度； B.使液态金属表面张力增加 　　→溶质对该金属称为液态金属的表面非活性物质 　　→具有负吸附作用 　　→即溶质在表面之浓度小于溶质在内部的浓度。 所谓活性和非活性物质必须是指某种溶质对某种金属而言。 毛细现象 浮在水面的白天鹅 天鹅羽根的模型 ☆铸造产品中的很多缺陷如: 热裂纹、缩孔等产生于凝固过程中的半固态阶段； ☆通过实验发现，强烈搅拌正在凝固的金属，可得到具有近球状晶粒结构的半固态金属，这种半固态金属可用于金属零部件的成形加工。 流变铸造的发展 →液态金属冷却到液/固两相区后，液态金属就开始结晶。 →通过对液态金属的连续搅拌，迫使枝晶破碎而维持固相质点尺寸在100-200μm左右， →随着冷却散热不断增多，形成一种可以流动的半固态金属浆料。 →浆料中固体组分所占比例较低时，粘度较低；随着固体组分的增加，粘度逐渐增加。 流变铸造优点： →半固态金属在压铸成型之前，已有50%的金属释放掉了结晶潜热，降低了对压铸模具的热浸蚀作用，提高了模具寿命，也使高熔点合金的压铸成为可能； →半固态金属在压铸时没涡流现象，降低了铸件产生疏松和气孔倾向； →半固态铝合金可以加进高达40%的填料，用以制取复合材料等 实质：物体倾向于减小其表面积而产生的力。 产生根源：表面层的分子或原子受力不均 质点（分子、原子等）间作用力不平衡引起的 当外界所做的功仅用来抵抗表面张力而使系统表面积增大时，该功的大小则等于系统自由能的增量 由于液体表面层内质点受到不平衡力场的作用，导致表面绷紧或弯曲，使表面内产生了多余的表面能。 表面自由能：产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。 表明：表面张力?就是单位面积上的自由能。 式中负号表示由于产生了新的单位面积的表面，而使系统的自由能增加，增加值等于外力对单位表面所作的功。 表面能及表面张力区别： 1）从不同角度描述同一表面现象，大小相等 2）不同的物理概念，单位不同，表面张力的单位为力/距离（如N/m），表面能的单位为能量/面积（如J/m2） 润湿角——衡量界面张力 接触的两相质点间结合力越大，界面张力（界面能）就越小，两相间的界面张力越小时，润湿角越小，称之为润湿性好。 杨氏方程式 润湿现象 ? ? ? 90o ? 90o ?