02第二章 表面科学的某些概念和理论.ppt

文档介绍：第二章表面科学的某些基本概念和理论
第一节固体材料及其表面
一、固体材料
固体材料是工程技术中最普遍使用的材料。它的分类方法很多。例如按照材料特性,可将它分为
金属材料、
无机非金属材料
和有机高分子材料三类。
金属材料包括各种纯金属及其合金。
塑料、合成橡胶、合成纤维等称为有机高分子材料。
还有许多材料,如陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等,既不是金属材料,又不是有机高分子材料,人们统称它们为无机非金属材料。
此外,人们还发展了一系列将两种或两种以上的材料通过特殊方法结合起来而构成的复合材料。
固体材料按所起的作用可分为
结构材料和功能材料两大类。
结构材料
是以力学性能为主的工程材料,主要用来制造工程建筑中的构件,机械装备中的零件以及工具、模具等。
功能材料
功能材料是利用物质的各种物理和化学特性及其对外界环境敏感的反应,实现各种信息处理和能量转换的材料(有时也包括具有特殊力学性能的材料)。
这类材料常用来制造各种装备中具有独特功能的核心部件。
二、材料表面
物质存在的某种状态或结构,通常称为某一相。
严格地说,相是系统中均匀的、与其他部分有界面分开的部分。
所谓均匀的,是指这部分的成分和性质从给定范围或宏观来说是相同的,或是以一种连续的方式变化,也就是没有突然的变化。
在一定温度和压力下,含有多个相的系统为复相系。
两种不同相之间的交界区称为界面。
固体材料的界面有三种:
(l)表面——固体材料与气体或液体的分界面。
(2)晶界(或亚晶界)——多晶材料内部成分、结构相同而取向不同晶粒(或亚晶)之间的界面。
(3)相界——固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面。
我们研究的对象是表面。对于固体材料与气体界面,又有两种不同的对象:
(1)清洁表面
(2)实际表面
清洁表面
清洁表面——经过诸如离子轰击、高温脱附、超高真空中解理、蒸发薄膜、场效应蒸发、化学反应、分子束外延等特殊处理后,保持在10-6Pa-10-9Pa超高真空下外来沾污少到不能用一般表面分析方法探测的表面。
实际表面
实际表面——暴露在未加控制的大气环境中的固体表面,或者经过一定加工处理(如切割、研磨、抛光、清洗等),保持在常温和常压(也可能在低真空或高温)下的表面。