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第四章《分子间作用力与表面科学基础》

第四章《分子间作用力与表面科学基础》
1、胶黏剂将应力传递到被粘物的现象就叫做粘接(adhesion),它是一种由吸引力产生的物理现象,这种引力与原子结合成分子、分子结合成液体和固体的引力相同。

2、热力学第一定律:体系内能的变化来自于外界传递给体系的热量和体系所做的功;

热力学第二定律:对于一个可逆的过程,体系的熵保持不变;对于一个不可逆过程,体系的熵增加;

热力学第三定律:在绝对零度时,任何纯物质或理想晶体的熵都为零。

热力学定律表明:所有的体系都倾向与势能最低,熵最大的状态。

3、静电作用力:带电原子或分子间产生的力叫作静电作用力,也成为库仑力;

范德瓦尔斯作用力:偶极-偶极(dipole)相互作用,偶极-诱导偶极,色散力(dispersion force)

电子对共享作用:共价键(covalent bonding),给体-受体相互作用(donor-acceptor interactions)

排斥作用力

4、表面作用力与表面能γ(液体具有与表面有关的额外能量),单位mJ/m²

5、内聚功(work of cohesion)和黏附功

6、表面能及相关参数的测定方法:

表面张力(surface tension): 单位dyn/cm或者N/m, 探针法(wilhelmy平板法、液滴质量/体积法和du Nuoy圆环法)和表面积增加法;

固体表面能:接触角测定方法-前进接触角(advancing contact angle)、后退接触角(receding contact angle)、接触角滞后(contact angle hysteresis);接触力学和固体表面能的直接测定-表面力仪(SFA)-基于JKR(Johnson、Kendall、Robert)理论

7、表面热力学及表面、界面张力的预测

Good-Girifalco关系式、Fowkes假定与部分极性、Zisman曲线

接触角测定的现代应用-典型分析深度0.5nm左右-自组装单分子层

8、表面分析的现代方法:这些技术都是使用能量探针来激发表面上的某些物理变化,产生一些能用于分析的能量物质:

X射线光电子能谱(XPS)或化学分析用电子能谱(ESCA);二次离子质谱(SIMS);静态二次离子质谱(SSIMS);俄歇电子能谱(AES);衰减全反射傅里叶变化红外光谱仪(ATR-FT-IR);红外反射吸收光谱

表面分析的拓扑方法:TEM(透射电子显微镜),SEM(二次电子显微镜),探针显微技术(probe microscopies),扫描隧道显微镜(STM),原子力显微镜(AFM)

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