《表面与界面习题》word版

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1、Chapter11、表面与界面的定义。1)表面:固体与真空的界面;2)界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。2、叙述表面与本体的不同点。表面与本体:结构、化学组成、性质都存在不同。材料与外界的相互作用是通过表面来进行的。因此,表面具有特殊性,它的性质将直接影响材料的整体性质。材料的性质虽然与组成的本体有关,但其表面对性能的影响却占很大的比重。因为,不少性能是通过表面来实现的,如表面硬度、表面电导,同时,材料某些性能将通过表面受到外界环境的影响。3、什么叫相界面?有哪几类?1)相界面:相邻相之间的交界面成为相界面。2)分为3类:固相与固相的界面,固相与气相的

2、界面,固相与液相的界面。4、材料表面与界面的表征手段有哪些?材料表面与界面的表征主要通过对比表面积、表面张力(表面能)等测定来实现1)比表面积a静态吸附法(BET)(测量准确度和精度都很好,但达到吸附平衡慢,仪器装置较复杂,需要高真空系统,并且要使用大量的汞,逐步被动态吸附法所取代)b动态吸附法:常压流动法,气相色谱法(操作简单而快速)2)表面张力a高聚物熔体表面张力外推法(γ∝T成直线关系,测定不同温度下高聚物熔体的表面张力,外推到20℃时的表面张力)bZisman的浸润临界表面张力法(测定固体在已知表面张力的液体中的接触角)C还有几何平均方程求解法、状态方程

3、测求法等等d理论计算:等张比容法、内聚能密度法、Tg参数计算法5、试述表面张力产生的原因。材料的表面结构和性质与其本体有明显的差别,这是因为位于材料本体的原子受到周围原子的相互作用是相同的,处于对称力场之中,总的作用之和等于0;而处于表面的原子只有局部受到与本体相同的相互作用,而其余的部分则完全不同,表面由此产生表面张力。6、单位体积的物体所具有的表面积称为比表面,请得出下列结果:(1)半径为r的球形颗粒,其比表面为:(2)质量为m,密度为ρ的球形颗粒的比表面:(3)边长为L的立方体的比表面为:(4)质量为m,密度为ρ的立方体的比表面为:7.水蒸气迅速冷却至25

4、℃会发生过饱和现象。已知25℃时水的表面张力为71.49×10-3N/m,当过饱和水的蒸气压为正常平衡蒸气压的4倍时,求:(1)在此过饱和情况下,开始形成液滴的半径;(2)一滴此种水滴中含有多少个水分子?8.在20℃下,若水的密度为ρ=998.2kg/m3,表面张力为72.8Х10-3N/m,若水滴半径为10-6cm,求水的过饱和度。T=293K,r=10-6cm=10-8m,R=8.314JmolK,M=18g/mol=18*10-3kg/mol9.乙醇的表面张力符合公式σ=72-0.5c+0.2c2,c是乙醇的浓度(mol/L),温度为25℃,计算0.5mo

5、l/L乙醇溶液的表面超量。10.毛细管法测定液体表面张力的原理是什么?为什么要对毛细管法进行修正?1)PPTchapter1P11第一张PPT推到出表面张力的公式即可2)原因(1)对凹月面看作为球面的近似处理(2)只有在凹月面的最低一点毛细上升高度才是h,在其他各点上,毛细上升高度都大于h。11.在20℃时用毛细管法测定苯的表面张力,得到下列数据,求苯的表面张力。r=0.0550cm,h=1.201cm,ρ苯=0.8785g/cm3,ρ空气=0.0014g/cm3a为毛细常数,它是液体的特性常数12.19℃时丁酸水溶液的表面张力可表示为:为纯水表面张力;a、b为

6、常数,各为5.097×10-2mol/L与0.180;c为浓度求:(1)c=0.200mol/L时的;(2)c/a》1时的值,并计算丁酸分子所占面积13.比较物理吸附和化学吸附的区别。14.什么是Young方程?接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系?15.润湿过程有哪些类型?可分为附着润湿,铺展润湿,浸渍润湿3中类型(三种润湿的共同点是液体将气体从固体表面排挤开,使原有的固-气或液-气界面消失,而代之以固-液界面。)16.为什么说铺展是润湿的最高形式?铺展张力17.如何求润湿过程中的黏附功、浸润功、铺展系数?18.掌握气体吸附法测定固体的比表面积的方

7、法。(用BET模型来测定固体的比表面积。)Chapter21、叙述高聚物的粘结及衡量粘结好坏的物理量。1)粘结就其实质来说是一种界面现象,粘结过程是界面物理和化学发生变化的过程。高聚物的粘结行为与高聚物的表面能直接有关。2)衡量粘结好坏的物理量为粘结强度,粘结强度与粘结界面的作用力有关。2、简述粘结界面的三类作用力。1)机械力:如抛锚作用和摩擦作用所产生的力2)界面分子间作用力(范德华力)3)化学键力:两者分子相互接近至1-3a时,发生化学反应而形成的力。3、简述表面状况对粘结的影响和表面改性的方法。1)粘结强度是界面粘结好坏的量度,如果界面得到理想的粘结。那么

8、界面粘结强度是十分可观的

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