作业帮对于金属：为什么晶界能比表面能大?晶界能和表面能定义具体指什么?都属于金属键吗?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 12:53:35
对于金属：为什么晶界能比表面能大?晶界能和表面能定义具体指什么?都属于金属键吗?
对于金属：为什么晶界能比表面能大?晶界能和表面能定义具体指什么?都属于金属键吗?
对于金属：为什么晶界能比表面能大?晶界能和表面能定义具体指什么?都属于金属键吗?
晶界能：形成单位面积界面系统时,系统的自由能变化时,他等于界面区单位面积的能量减去无界面时该区单位面积的能量.
表面能：晶体表面单位面积自由能的增加称为表面能,也可以理解为单位面积新表面所作的功.
晶界能的特点：
1).晶界处点阵畸变大,存在着晶界能.因此,晶粒的长大和晶界的平直化都能减少晶界面积,从而降低晶界的总能量,这是一个自发过程.然而晶粒的长大和晶界的平直化均需通过原子的扩散来实现,因此,随着温度升高和保温时间的增长,均有利于这两过程的进行.
2).晶界处原子排列不规则,因此在常温下晶界的存在会对位错的运动起阻碍作用,致使塑性变形抗力提高,宏观表现为晶界较晶内具有较高的强度和硬度.晶粒愈细,材料的强度愈高,这就是细晶强化；而高温下则相反,因高温下晶界存在一定的粘滞性,易使相邻晶粒产生相对滑动.
3).晶界处原子偏离平衡位置,具有较高的动能,并且晶界处存在较多的缺陷如空穴、杂质原子和位错等,故晶界处原子的扩散速度比在晶内快得多.
4).在固态相变过程中,由于晶界能量较高且原子活动能力较大,所以新相易于在晶界处优先形核.显然,原始晶粒愈细,晶界愈多,则新相形核率也相应愈高.
5).由于成分偏析和内吸附现象,特别是晶界富集杂质原子情况下,往往晶界熔点较低,故在加热过程中,因温度过高将引起晶界熔化和氧化,导致"过热"现象产生.
6).由于晶界能量较高、原子处于不稳定状态,以及晶界富集杂质原子的缘故,与晶内相比,晶界的腐蚀速度一般较快.这就是用腐蚀剂显示全相样品组织的依据,也是某些金属材料在使用中发生晶间腐蚀破坏的原因.
表面能
表面能与晶体表面原子排列致密程度有关,原子密排的表面具有最小的表面能.所以自由晶体暴露在外的表面通常是低表面能的原子密排晶面.