材料表面与界面_整理版
材料的表面与界面
（2）贝尔比层：材料经抛光后，表面形成厚度约5-100nm的光亮而致密层，称为· 金属和合金的贝尔比层往往存在非晶、微晶和金属氧化物.贝尔比层坚硬并且具有 良好的耐腐蚀性. 机械加工后金属表面组织：氧化物层（10-100nm）-贝尔比层（5-100nm）-严重 畸变区（1-2μ m）-强烈畸变区-轻微畸变区
通过晶格的收缩或扩张而形成特殊排列的位错作为两相的过渡区.过渡区的位错称为失配位错.
多晶材料中的界面；（1）多晶材料中的相平衡 两个非共格相界的平衡： ①120︒<ψ <180︒时，第二相在母相中呈圆形，对母相不润湿，呈柱状分布； ②60︒<ψ <120︒时，第二相在母相三晶粒交界处沿晶界部分渗入； ③0︒<ψ <60︒时，第二相在母相三晶粒交界处形成三角状，随二面角减小铺展的越开； ④ψ =0︒时，第二相在母相的晶界区铺开；
旋转对称：旋转角θ =2π /n,n为正整数，称为旋转对称的滑移群：对某一直线作镜像反应后，再沿此线平行方向滑移 半个平移基失.镜像滑移群+点群→17种对称群，称为二位空间群. 原子的表面密度：单胞中某一表面上原子的总面积与该表面积之比.ρ =Aa/As （2）清洁表面：在真空中分开晶体，或将已有表面在真空中经过离子轰击、高温 脱附后得到的表面，这种表面没有吸附其它异类原子，只存在表面原子的排列变化 ①表面重构：形成晶体表面的悬空键的存在，使其处于高能不稳定状态，为了降低 表面自由能，表面原子的位置必然发生变化，这种变化的结果，使得表面原子的 平移对称性与理想表面显著不同，这种表面变化称为表面重构. ②表面弛豫：为了降低体系能量，表面上的原子会发生相对正常位置的上或者下 位移，表面原子的这种位移称为表面弛豫.其显著特征是表面第一层原子和第二层 原子之间的距离改变，越深入体相，弛豫效应越弱，并迅速消失. ③表面台阶结构：存在各种各样的缺陷：TLK模型，T指平台，L表示单原子高度的 台阶，K表示单原子尺度的扭折. （3）吸附表面：除了表面原子几何位置发生变化外，还通过吸附外来原子来降低 表面自由能.包括物理吸附(弱、快、无选择性)和化学吸附（强、慢、选择性）. 表面热力学：①表面自由能：自由能极图 ②表面自由能的各向异性影响因素：a.键能Eb； b.单位面积键的数量 ③晶体的稳定形状：表面自由能趋向最小，所以对于各向同性的液体来说，形状 总是趋于球形.定义体积恒定情况下表面自由能最小的形状为平衡形状. 对于各向异性的晶体来说，晶体的平衡形状就是自由能极图的最大内接多边形 实际表面：①表面粗糙度（表面不平整程度小于1mm时）R=Ar/Ag Ag为几何表面积；Ar为包括内表面在内的实际表面积 ②表面杂质的偏析（表面杂质浓度比体内大时）与耗尽（表面浓度比体内小时） 如果杂质原子在表面能使表面自由能降低，则形成偏析，反之形成耗尽； 由热力学条件得出、且偏析尺度为原子尺度（纳米级），称为平衡偏析； 实际上表面的偏析主要发生在几十纳米到几个微米的范围，这种偏析为非平衡 偏析，原因：表面区内存在许多空位、晶格畸变等缺陷，它们形成了明显的应力 场，并引起相应的畸变能，与主成分原子半径不同的各种杂质，进入畸变区域后， 将有利于畸变能的减少，使表面自由能降低，故形成各种非平衡偏析. ③金属与合金的表面组织受环境温度、氧气分压、合金组分浓度等的影响； 表面组织： （1）表面层晶粒尺寸变化：在切磨、抛光等机械加工时，产生大量的热，使表面
第四章材料的表面与界面
面力作用下，处于表面层
NaCl晶体
的负离子X受到上下和内 侧正离子的作用，而在外 侧不饱和，电子云被拉向 内侧正离子一方而发生极 化变形，表面质点通过电
表面能减少
子云极化变形来降低表面 能，这一过程称为驰豫， 它是瞬间完成的，接着发 生离子重排。
图 4-1 离子晶体表面的电子云变形 和离子重排
离子晶体由于离子极化、变形、重排形成表面双电层。 离子极化性能愈大，双电层愈厚，表面能和硬度愈低。
表面离子受内部 离子作用电子云 变形 离子重排 表面能减少
离子晶体表面的电子云变形和离子重排
NaCl 晶 体
0.020nm
晶 体 内 部
晶 体 表 面
0.266nm NaCl表面层中Na+向里；
0.281nm
●晶体降低表面能的方式：
一 是表面质点自行调整：
1.将低表面能的晶面暴露在表面； 2.表面质点的局部位移，主要有表面驰豫与表面重构。
二 是表面成分偏析和表面对外来原子或分子的吸 附及两者的相互作用。
（1）驰豫表面
由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面原
子产生的相对于正常位置的上、下位移，结果表面相中原子 层的间距偏离体内相原子层的间距，产生压缩或膨胀，称为 表面驰豫。
（2） 从晶格点阵稳定
性考虑，作用力较大，
极化率小的正离子应处 于稳定的晶格位置，而 易极化的负离子受诱导 极化偶极子排斥而被推
表面能减少
向外侧，从而形成表面 双电层。重排结果使晶
图4-1 离子晶体表面的电子云变形
和离子重排
体表面能量趋于稳定。
0.286nm
0.02nm
图4-2 在NaCl晶体中，阳离子从（100） 面缩进 去，在表面层中形成一个 0.02nm厚度的双电层
材料表面与界面
材料表面与界面材料的表面与界面性质对于材料的性能具有重要的影响。
材料的表面和界面性质是指材料的表面和与其它物质接触的界面上的性质，这些性质直接影响材料的力学、热学、光学等性能。
因此，研究材料的表面与界面性质对于材料科学和工程具有重要的意义。
首先，材料的表面性质对于材料的耐磨性和耐腐蚀性具有重要的影响。
材料的表面硬度、粗糙度、化学成分等都会直接影响材料的耐磨性和耐腐蚀性。
例如，通过表面处理可以提高材料的硬度和耐腐蚀性，从而延长材料的使用寿命。
因此，研究材料的表面性质对于提高材料的耐磨性和耐腐蚀性具有重要的意义。
其次，材料的界面性质对于材料的粘接性和界面传输性能具有重要的影响。
材料的界面粘接性和界面传输性能直接影响材料的结构强度和功能性能。
例如，在复合材料中，界面的结合强度和传输性能直接影响复合材料的力学性能和热学性能。
因此，研究材料的界面性质对于提高材料的粘接性和界面传输性能具有重要的意义。
此外，材料的表面与界面性质对于材料的光学性能也具有重要的影响。
材料的表面和界面对于光的反射、透射和散射等过程有重要的影响，这直接影响材料的光学性能。
例如，在光学器件中，材料的表面和界面质量直接影响器件的光学性能。
因此，研究材料的表面与界面性质对于提高材料的光学性能具有重要的意义。
综上所述，材料的表面与界面性质对于材料的性能具有重要的影响，包括耐磨性、耐腐蚀性、粘接性、界面传输性能和光学性能等方面。
因此，研究材料的表面与界面性质对于提高材料的性能具有重要的意义，这也是材料科学和工程领域的重要研究方向之一。
希望通过对材料的表面与界面性质的研究，可以为材料的设计、制备和应用提供重要的理论和实验基础，从而推动材料科学和工程的发展。
材料表面与界面（1）
材料表⾯与界⾯（1）材料表⾯与界⾯第⼀章绪论§1-1表⾯与界⾯的概念表⾯：通常把⼀个相和它本⾝的蒸汽（或在真空中)相接触为界⾯。
界⾯：两个不同的相或取向不同的材料相接触的分界⾯。
§1-2表⾯科学及其应⽤理想晶体（⽆限连续体）：晶胞（能反映晶体特征的最⼩单元）在三维空间上的周期性重复。
实际晶体：有边界⼀、表⾯与体内的差别1、组成上的差别―表⾯偏析(表⾯富集、表⾯偏析、晶界偏析）2、表⾯质点排列与体内的差别（表⾯结构分析）3、表⾯原⼦的电⼦结构与体内的不同表⾯上的原⼦的电⼦云空间分布变化表⾯物理化学性质变化表⾯原⼦的电⼦结构与能级变化能量和空间分布状态XPS测内层电⼦UPS测价电⼦⼆、表⾯科学的实际应⽤光学性质：增透膜、减反膜催化作⽤：1、改善材料的机械性能、腐蚀性能SiN4-SiN2O预氧化2、催化问题3、界⾯的研究固-固界⾯、固-液界⾯（润湿）4、能源的利⽤§1-3表⾯研究⽅法⼀、常⽤表⾯分析技术AES 俄歇电⼦谱AEAPS 俄歇电⼦出现电势谱SEM 扫描电⼦显微镜EPMA 电⼦探针微区分析（微探针）EELS 电⼦能量损失谱ESCA 化学分析电⼦谱（XPS）EXAFS 扩展X射线吸收精细结构HREELS ⾼分辨电⼦能量损失谱IMMA 离⼦微探针质量分析器IRRAS 红外反射吸收谱LEED 低能电⼦衍射MEED 中能电⼦衍射RHEED 反射⾼能电⼦衍射SIMS ⼆次离⼦质谱STM 扫描隧道显微镜UPS 紫外光电⼦谱XPS X射线光电⼦谱⼆、表⾯分析分类1、根据测量物理基础分类a、以电学、光学技术为基础b、表⾯电⼦谱⽅法2、表⾯电⼦谱优点：a)电⼦容易产⽣⽽且价廉b) 电⼦的荷质⽐很⼤，很容易被聚束或偏转c) 电⼦有合适的⾮弹性散射平均⾃由程（能够带回来⾮常丰富的近表⾯层的信息） d) 电⼦和原⼦、分⼦、离⼦不同，它在使⽤过程中不会影响系统的真空度，不会存在“记忆”效应 e) 电⼦能有效地加以检测缺点：a) 电⼦对样品不是完全⽆损的b) 电⼦谱探测的深度依赖于电⼦的能量和材料的特性c) 电⼦携带的信息⼀般来⾃近表⾯约1nm 的深度，所以电⼦谱包含有某些体内的性质d) 电⼦不像光束那么容易做到“偏振化”和单⾊化，并且容易受外界磁场的影响。
材料表面界面考试知识点整理2023年修改整理
1.原子间的键合方式及性能特点原子间的键合方式包括化学键和物理键,其中化学键又分为离子键,共价键和金属键,物理键又包括分子键和氢键.结合方式 晶体特性离子键 电子转移,结合力大,无方向性和饱和性 硬度高,脆性大,熔点高,导电性差共价键 电子共用,结合力大,有方向性和饱和性 强度高,硬度高,熔点低,脆性大,导电性差金属键 依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静导电性,导热性,延展性好,熔点较高 电引力使原子结合,电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性分子键 电子云偏移,结合力很小,无方向性和饱和性熔点低,硬度低氢键 氢原子同时与两个负电性很大而原子半径很小的原子结合而产生的具有比一般次价键大的键力,具有饱和性和方向性2.原子的外层电子结构，晶体的能带结构。
3.晶体（单晶、多晶）的基本概念，晶体与非晶体的区别。
单晶:质点按同一取向排列,由一个核心(晶核)生长而成的晶体;多晶:由许多不同位向的小晶体(晶粒)所组成的晶体.晶体 非晶体原子排列 规则排布 紊乱分布熔点 有固定的熔点 没有明显的熔点性能 各向异性 各向同性4.空间点阵与晶胞、晶面指数、晶面间距的概念，原子的堆积方式和典型的晶体结构。
空间点阵:呈周期性的规律排列的阵点所形成的具有等同的四周环境的三维阵列;晶胞:在空间点阵中,能代表空间点阵结构特点的最小平行六面体,反应晶格特性的最小几何单元;晶面指数: 在晶格中，通过任意三个不在同一直线上的格点作一平面，称为晶面，描写晶面方位的一组数称为晶面指数.一般选取晶面在三个坐标轴上的截距,取倒数作为晶面指数;晶面间距:两近邻晶面间的垂直距离;原子的堆积方式:六角堆积和立方堆积;典型的晶体结构:面心立方结构,体心立方结构,密排六方结构.5.表面信息猎取的要紧方式及基本原理能够通过光子,电子,离子,声,热,电场和磁场等与材料表面作用,来猎取表面的各种信息,或者利用原子线度的极细探针与被测材料的表面近距离接近,探测探针与材料之间的信号,来猎取表面信息.电子束技术原理:离子束技术原理:离子比光子电子都重,它轰击表面时产生的效应特别明显.离子不但具有电荷还有电子结构和原子结构,当离子与表面接近时,除具有静电场和接触电势差作用外,它本身还能够处于不同的激发电离态,离子还能够与表面产生各种化学反应,总之,离子与表面作用后,提供的信息特别丰富.光电子能谱原理:扫描探针显微镜技术原理:6.为什么XPS可获得表面信息，而X射线衍射只能获得体信息？[略]X射线衍射(XRD)是利用晶体形成X射线衍射,对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法.将具有一定波长的X射线照耀到晶体上时,X射线因在晶体内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,散射的X射线在某些方向上加强,从而显示与晶体结构相应的特有衍射现象.7.利用光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（Auger）进行表面分析的基本原理和应用范围。
第四章材料的表面与界面
6、表面力场 固体表面上的吸引作用，是固体的表 面力场和被吸引质点的力场相互作用所产 生的，这种相互作用力称为固体表面力。 依性质不同，表面力可分为： 1）化学力 2）分子引力
二、固体表面的特征 1. 固体表面的不均匀性，表现在： (1) 绝大多数晶体是各向异性，因而同一晶体可以有许多性能不 同的表面。
• 由于分散度的变化，可使细 粉石英表面能增加了106倍，
这些能量可以使650kg的水升
高1°C。 • 粉碎石英的机械能转化为表 面能贮存在石英粉内。
概述
• 高分散度物系比低分散度物系能量高得多，必然使物系由于 分散度的变化而使两者在物理性质（如熔点、沸点、蒸气压、 溶解度、吸附、润湿和烧结等）和化学性质（化学活性、催化、 固相反应）方面有很大的差别。 • 界面是晶体中的面缺陷，具有高的能量，在化学介质中不稳 定，产生晶界腐蚀，影响材料的化学性能。 • 界面也影响材料的物理性能，如材料组织中晶粒增大，界面 减少，提高导磁率，降低矫顽力，
理想表面结构示意图
2、清洁表面
清洁表面是指不存在任何吸附、催化反 应、杂质扩散等物理化学效应的表面。这
种清洁表面的化学组成与体内相同，但周
期结构可以不同于体内。根据表面原子的
排列，清洁表面又可分为台阶表面、弛豫
表面、重构表面等。
（1）台阶表面
台阶表面不是一个平面，它是由有规则的或 不规则的台阶的表面所组成
说明：
NaCl 晶 体
1. 离子晶体MX在表面 力作用下，处于表面层 的负离子X在外侧不饱 和，负离子极化率大，
通过电子云拉向内侧正
离子一方的极化变形来 降低表面能。这一过程
图3－1 离子晶体表面的电子云变形和离子重排
称为松弛，它是瞬间完
材料的表面与界面第一章 表面与界面的基础知识
表面张力和表面自由能是对同一表面现象从 力学和热力学角度所做的描述。
表面张力的力学概念直观、易应用，在分析 各种界面同时存在的各界面张力的平衡关 系时容易理解。
表面自由能的概念反映现象的本质，讨论表 面现象的各种热力学关系时应用表面自由 能概念更贴切和方便。
在采用适宜的单位时（如表面张力用mN.m-1, 表面自由能用mJ.m-2），同一体系的表面 张力和表面自由能数值相同。
的高度h服从washburn方程：h2=ctrcos/2η 和η为液体的表面张力和黏度；c为毛细管因子，r为与粉体
柱相当的毛细管平均半径，一般将cr作为仪器常数。
五. 浮选与接触角
测定接触角后可以用来计算固体的表面能， 润湿热，吸附量等有用的数据。
在工业上接触角的研究的最大应用在泡沫浮 选：在矿浆中加入起泡剂等后通入空气形 成泡沫，由于水对矿石粉不同组成的润湿 性质不同，有用矿粉体附着在泡沫上并上 浮分离，无用的矿粉体则沉入水底。每年 全世界用浮选法分离的矿石达到10亿吨以 上。
材料表面与界面研究的意义 材料的表面与其内部本体，无论在结构上还是在化学组成上都有明显
的差别，这是因为材料内部原子受到周围原子的相互作用是相同的， 而处在材料表面的原子所受到的力场却是不平衡的，因此产生了表面 能。对于有不同组分构成的材料，组分与组分之间可形成界面，某一 组分也可能富集在材料的表界面上。即使是单组分的材料，由于内部 存在的缺陷，如位错等，或者晶态的不同形成晶界，也可能在内部产 生界面。材料的表界面对材料整体性能具有决定性的影响，材料的腐 蚀、老化、硬化、破坏、印刷，涂膜、粘结、复合等等，无不与材料 的表界面密切有关。因此研究材料的表界面现象具有重要的意义。
-GS=sg - lg - sl = S
材料表面与界面-第一章
润湿性
指液体在固体表面上扩散 和附着的能力。
影响因素
表面吸附和润湿性受表面 张力、表面能、物质性质 等因素的影响。
表面形貌与结构
表面形貌
指固体表面的几何形状和 外观特征。
表面结构
指固体表面的化学组成和 分子排列结构。
影响因素
表面形貌和结构受物质性 质、制备方法和环境条件 等因素的影响。
03 材料界面的基本概念
材料表面与界面-第一章
目录
• 引言 • 材料表面的基本性质 • 材料界面的基本概念 • 材料表面与界面的应用 • 总结与展望
01 引言
表面与界面的定义与重要性
定义
表面是指物质的最外层，而界面 则是指两种不同物质之间的接触 面。
重要性
表面与界面在许多物理、化学和 生物过程中起着关键作用，如催 化反应、电子传输、生物分子相 互作用等。
04 材料表面与界面的应用
表面技术在材料制备中的应用
表面涂层技术
通过在材料表面涂覆一层具有特 殊性能ห้องสมุดไป่ตู้涂层，以提高材料的耐
腐蚀、耐磨、隔热等性能。
表面合金化技术
通过改变材料表面的元素组成和 相结构，使其具有优异的耐高温、
抗氧化、抗疲劳等性能。
表面微纳结构制备
利用微纳加工技术，在材料表面 制备出具有微纳尺度结构的表面， 以提高材料的表面能、润湿性、
摩擦学性能等。
界面技术在复合材料中的应用
界面设计
01
通过优化界面结构和性质，提高复合材料的力学性能、电性能、
热性能等。
界面增强
02
利用界面层对复合材料的增强作用，提高复合材料的强度、韧
性、耐疲劳等性能。
界面相容性
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材料表面与界面姓名：***学号：********班级:有机研一材料表面与界面1、材料表界面对材料整体性能具有决定性影响，材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘结、化学反应、复合等等，无不与材料的表界面密切有关。
2、应用领域：a. 航空和航天器件；b.民用;c.特种表面与界面功能材料；d.界面是复合材料的重要特征。
3、隐形涂料：这种涂料含有大量的铁氧体粉末材料，依靠其自身自由电子的重排来消耗雷达波的能量。
4、表面与界面概念：常把从凝聚相（固相、液体）过渡到真空的区域称为表面; 从一个相到另一个相之间的区域称为界面.5、表界面尺寸：可以是一个原子层或多个原子层，其厚度随材料的种类不同而不同。
6、在物质的气、液、固三态中，除了两种气体混合能完全分散均匀而不能形成界面外，三种相态的组合可构成五种界面：液－气，液－液，固－气，固－液，固－固。
7、物质的分类。
从形态上：固体，液体，气体，胶体，等离子体。
从结构上：晶体，无定形。
8、固体表面的分类：理想表面；清洁表面（高温热处理，离子轰击加退火，真空解理。
真空沉积。
场致蒸发等）。
吸附表面。
9、清洁表面发生的常见重要物理化学现象：(a)表面弛豫；（b）重构；(c) 偏析又称偏聚或分凝；(d)台阶化；(e) 形成化合物；(f)吸附10、表面处离子排列发生中断，体积大的负离子间的排斥作用，使C1-向外移动，体积小的Na+则被拉向内部，同时负离子易被极化，屏蔽正离子电场外露外移，结果原处于同一层的Na+和C1-分成相距为0.020 nm的两个亚层，但晶胞结构基本没有变化，形成了弛豫。
11、重构：表面原子重新排列，形成不同于体相内部的晶面。
12、偏析又称偏聚或分凝指化学组成在表面区域的变化但结构不变。
13、台阶化表面附近的点阵常数不变，晶体结构也不变，而形成相梯度表面。
14、形成化合物：指表面化学组成和结构都发生改变，在表面有新相生成。
15、吸附指表面存在周围环境中的物种。
分类：物理吸，附和化学吸附。
16、物理吸附：外来原子在固体表面上形成吸附层，由范德华力作用力引起，则此吸附称为物理吸附。
特点：物理吸附过程中没有没有电子转移、没有化学键的生成和破坏，没有原子重排等等，产生吸附的只是范德华力。
物理吸附的作用力是范德华力，包括：定向力/偶极力、诱导力、色散力；作用力。
17、化学吸附：外来原子在固体表面上形成吸附层由化学键作用力引起，则此吸附称为化学吸附。
特点：表面形成化学键；有选择性；需要激活能；吸附热高（21- 42 KJ/mol）。
吸附的物种可以是有序=也可以是无序=吸附在表面，也可以是单层=，也可以是多层=吸附。
因表面的性质和被吸附的物种而定。
18、表面产生吸附的根本原因：（1）电荷在凝聚相表面发生迁移，包括负电荷的电子迁移和正电荷的离子迁移。
（2）表面存在可以构成共价键的基团：A、过渡金属原子空的d轨道如Pt(5d96s1)；B、化学反应成键。
19、固体的表面特性：①表面粗糙度r : 实际表面积与光滑表面积之比值。
表面粗糙度测定方法:1)干涉法：适合测量精密表面；2)光学轮廓法；3)探针法；4）比较法；5）感触法。
20、干涉法：空间的多束光传播时,在它们的重叠区域会发生干涉,两束光迭加后其光强的分布并非均匀,光强随光程差D的变化按余弦规律变化,从一个亮条纹到另一个亮条纹, 具有相同光程差的点必然分布在同一条纹上.因此，只要知道光波的波长就可以测得表面微观不平度。
21、在研究多孔固体物理吸附时，常常出现逐渐增加气体压力时得到的等温线与吸附后逐渐降低压力时得到的脱附等温线不相重合，这就是所谓的滞后现象。
滞后圈存许多不同的形状，分别对应于不同的孔结构。
22、Θ=（bp）/(1+bp)=V/Vm；此式称为Langmiur吸附等温式，b称为吸附系数。
以p/V~p作图，可得一直线，从直线的斜率和截距可以求出Vm和b。
1、扩散是材料中存在有浓度梯度时产生的原子定向运动。
2、扩散机理：在固体中原子扩散, 主要通过原子利用缺陷位置进行运动。
如填隙原子、空位和原子团互换位置。
3、表面扩散分类：(a)原子浓度梯度引起的表面扩散；(b)毛细管作用力引起的表面扩散。
4、表面张力也可以理解为系统增加单位面积时所需做的可逆功，也可以理解为表面能。
5、把两本体相的界面，从其平衡位置可逆地分离到无限远时则需做一份外功，称之为粘附功。
6、拉普拉斯方程：rp/2γ=∆。
表面弯曲的液体在表面张力作用下受到一定的附加压力，附加压力的大小总是指向曲率中心。
7、液体的表面和界面张力的测定方法，有液滴法、悬滴法、毛细管上升法、气泡最大压力法、滴重法、吊片法和环吊法等等，原则上也适应于测定熔融和液态高聚物的表面张力。
8、影响界面张力的因数：①温度增高，表面张力下降。
②两相极性相同时，表面张力越小；③分子量9、固体表面张力的测定方法：1）Zisman法；2）熔体表面张力外推至室温方法。
1、润湿作用是一种流体置换表面上另一种流体的过程。
润湿作用主要是指液体取代固体表面上的空气。
2、固体表面三种润湿过程：（a）粘附润湿(b)铺展润湿(c)浸渍润湿。
3、沾湿过程：失去一个“液-气”界面和一个“固-气”界面，形成一个“固-液”界面。
4、浸湿过程：将固体浸入到液体中谓之浸湿。
“气-固”界面为“液-固”界面所取代。
5、铺展润湿：将一滴液体置于固体表面上，在恒温恒压条件下，液滴在固体表面上自动展开形成液膜的过程谓之铺张润湿。
固气界面消失而形成了“固-液”界面和“液-气”界面。
6、杨氏方程和接触角：lg/)(cosγγγθslsg-=。
粘湿：θ≤180°，Wa≥0。
浸湿：θ≤90°，Wi≥0。
铺展：θ=0或不存在，S≥0 。
θ>90°为不润湿；θ<90°为润湿，且θ愈小润湿就愈好，θ＝0时为完全润湿。
7、影响固体表面润湿行为的主要因素：①与构成表面材料本身的物理化学特性有关；②与构成表面形貌和结构密切相关；③与外部条件有关如温度等。
8、θ＜90°时，θ'＜θ，即在润湿的前提下，表面粗糙化后θ' 变小，更易为液体所润湿。
θ＞90°时，θ'＞θ，即在不润湿的前提下，表面粗糙化后θ'变大，更不易为液体所润湿。
9、在固-液界面扩展过程中存在一个前进角，以θa表示，和收缩后的接触角称为后退角，以θr表示．一般，前进角往往大于后退角，两者之差值(θa-θr)称为接触角滞后现象。
10、引起接触角滞现象的原因：固体的表面粗糙不平、不均匀、表面受污染等。
11、高能表面材料的表面张力远远大于一般液体的表面张力．因此，一般液体均能在高能表面上自动铺展润湿。
12、低能表面的润湿规律：只有表面张力等于或小于固体的γc值的液体才可能在该固体表面铺展润湿。
13、接触角的测定方法：①躺滴法/投影-切线法；②吊板法；③Bartell静态法，称：位移压力法；④Washburn动态法。
1、材料结构和性能的表征：材料的形貌、化学组成、相组成、晶体结构、缺陷等。
2、表征材料形貌的仪器：光学显微镜；扫描电子显微镜；原子力显微镜；扫描隧道显微镜；透射电子显微镜；高分辨率透射电子显微镜。
3、检测化学组成的仪器：X-Ray 光电子能谱, 测组成和价态；红外光谱；核磁共振谱。
4、检测相组成、晶体结构:X-ray 衍射；拉曼光谱；精细X-ray 衍射谱。
5、表面、界面、薄墨中的偏析、吸附扩散、粘附等特性用俄歇电子谱;二次离子质谱;离子散射谱检测。
6、扫描电子显微镜（SEM）主要特点：①电磁物镜的特点；②高真空下观察样品形貌；③样品分辨率高；④样品需要导电，对于不导电的样品需要先溅射上一层金或者铂金；⑤环境扫描电镜。
7、TEM特点：①电子透过样品有散射和衍射等现象；②电磁物镜的特点；③高真空下观察样品形貌,对于不同材料在同一聚集体中显出不同的衬度，是研究符合材料非常有效的手段；④样品分辨率高；⑤样品不需要导电。
8、扫描隧道显微镜（STM）特点：①只能得到表面的微结构,不能得到成分；②分辨率可达：0.1 ～0.01 nm；③可以在真空、大气、溶液条件下进行表面分析，图象的质量与针尖非常密切相关；④样品要有一定的导电性。
布拉格方程：λθndhkl=sin2。
9、Raman（拉曼）效应产生于入射光的电场与介质表面上振动的感生偶极子的相互作用，导致分子的旋转或振动模式的跃迁变化。
特点：①Raman 光谱研究分子结构时与红外光谱互补；②Raman光谱研究的结构必需要有结构在转动或者振动过程中的极化率变化（红外光谱研究的结构必需要有有结构在转动或者振动过程中偶极矩差异）；③可以测定物质的晶体结构和晶相判断，但只能是研究光能到达的表面区域；④样品可以是固态、液体或者气体。
10、光电发射定律：当能量为hv的光激发原子或者分子时，光子的能量被吸收，轨道上的电子被激发，使其脱离原子，即产生一个离子。
1、电子的特点：高速；概论出现（电子云）；能量不连续（能级）；薛定谔方程。
2、本征半导体：纯净的、不含杂质的半导体。
杂质半导体：N型半导体和P 型半导体两类。
3、N型半导体（施主）中的多数载流子(多子）为电子。
空穴为少数载流子（少子）。
4、P型半导体（受主）中的多数载流子(多子）为空穴。
电子为少数载流子（少子）。
5、扩散运动：载流子受扩散力的作用所作的运动称为扩散运动。
扩散电流：载流子扩散运动所形成的电流称为扩散电流。
浓度差→扩散运动→扩散电流；扩散电流大小与载流子浓度梯度成正比。
6、漂移运动：载流子在电场力作用下所作的运动称为漂移运动。
漂移电流：载流子漂移运动所形成的电流称为漂移电流。
电位差→漂移运动→漂移电流；漂移电流大小与电场强度成正比。
7、pn结定义：把一块p型半导体和一块n型半导体结合在一起，由于P、N 区载流子浓度不等，N区电子浓度向P 区扩散，P区空穴向N区扩散，结果在交界面处积累电荷形成电偶极层，将该结构称为p-n结。
8、PN结基本特性：在内建电场作用下，电子和空穴的漂移运动方向与它们各自的扩散运动方向相反。
在无外加电压的情况下，载流子的扩散和漂移最终将达到动态平衡，电子的扩散电流和漂移电流的大小相等、方向相反而互相抵消。
9、单向导电性（整流）：PN结加正向电压：流过PN结的电流随外加电压U 的增加而迅速上升，PN结呈现为小电阻。
该状态称为PN结正向导通状态。
PN结加反向电压：流过PN结的电流称为反向饱和电流(即IS)，PN结呈现为大电阻。
该状态称为PN结反向截止状态。
10、p-n结电容特性：一个p-n结在低频电压下，能很好地起整流作用，但是当电压频率增高时，其整流特性变坏。
p-n结上外加电压的变化，引起了电子和空穴在势垒区的“存入”和“取出”作用，导致势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化，这和一个电容器的充放电作用相似。