摩擦及潤滑---2金屬的表面特性

1、2.1 金屬表面的幾何形狀金屬表面的幾何形狀 對于機械加工與塑性加工后的金屬零件的表面由于受金屬結(jié)晶、工具表面作用、對于機械加工與塑性加工后的金屬零件的表面由于受金屬結(jié)晶、工具表面作用、金屬加工變形的影響，具有如下特點：金屬加工變形的影響，具有如下特點：肉眼宏觀觀察肉眼宏觀觀察：金屬表面光滑。金屬表面光滑。顯微鏡下觀察：顯微鏡下觀察：金屬表面凸凹不平，象起伏的山巒。金屬表面凸凹不平，象起伏的山巒。2. 金屬的表面特性金屬的表面特性 與理想光滑表面相比較，與理想光滑表面相比較，金屬表面形狀從宏觀到微觀存在的三種不同的情況：金屬表面形狀從宏觀到微觀存在的三種不同的情況： 形狀偏差形狀偏差、表面波紋

2、度表面波紋度、表面粗糙度。表面粗糙度。以兩波峰或波谷的距離（波距）以兩波峰或波谷的距離（波距）“ “ ” ”來區(qū)別。一般波距小于來區(qū)別。一般波距小于1mm1mm的屬于表面粗糙度范圍；波距在的屬于表面粗糙度范圍；波距在1 110mm10mm間屬于波紋度間屬于波紋度范圍；波距大于范圍；波距大于10mm10mm的屬于形狀偏差。的屬于形狀偏差。可采用表面光度儀及輪廓曲線測定儀進行可采用表面光度儀及輪廓曲線測定儀進行測量。測量。不直度不直度b（1）形狀偏差（宏觀幾何形狀誤差）形狀偏差（宏觀幾何形狀誤差: 10mm）：）：肉眼可觀察到的在金屬表面明顯的肉眼可觀察到的在金屬表面明顯的 不平直的幾何形狀偏差。

3、不平直的幾何形狀偏差。 描述方法：不直度描述方法：不直度實際輪廓線與指定方向上理論直線的最大偏差。實際輪廓線與指定方向上理論直線的最大偏差。 不平度不平度整個金屬表面上各個方向上存在的最大不直度。整個金屬表面上各個方向上存在的最大不直度。（2）表面波紋度（中間幾何形狀誤差）表面波紋度（中間幾何形狀誤差:110mm ）：）：在金屬表面重復出現(xiàn)的一種周在金屬表面重復出現(xiàn)的一種周 期性的幾何形狀誤差。期性的幾何形狀誤差。（3）表面粗糙度（微觀幾何形狀誤差）表面粗糙度（微觀幾何形狀誤差: 1mm ）：）：表面粗糙度對工具與零件使用性能的影響：表面粗糙度對工具與零件使用性能的影響：接觸表面接觸表面 越粗

4、糙，則實際接觸面積越小，越粗糙，則實際接觸面積越小，單位實際接觸面積壓力越大，越容易磨損或破壞。但是，接觸表面過于光滑，則接單位實際接觸面積壓力越大，越容易磨損或破壞。但是，接觸表面過于光滑，則接觸表面可能達到了分子間作用力的距離，摩擦系數(shù)增大，也會增加磨損觸表面可能達到了分子間作用力的距離，摩擦系數(shù)增大，也會增加磨損。評定指標：評定指標：輪廓平均算術(shù)高度輪廓平均算術(shù)高度RaRa、不平度平均高度、不平度平均高度RzRz、微觀不度最大高度微觀不度最大高度Ry輪廓平均算術(shù)高度輪廓平均算術(shù)高度Ra 在基本長度在基本長度l內(nèi)，各點至輪廓內(nèi)，各點至輪廓中線中線m的距離的距離y1、 y2 絕對絕對值的總和

5、的平均值。值的總和的平均值。輪廓中線輪廓中線m是指通過表面微觀幾何形狀是指通過表面微觀幾何形狀輪廓做一條直線，該直線與兩輪廓做一條直線，該直線與兩邊輪廓線所包含的面積相等。邊輪廓線所包含的面積相等。不平度平均高度不平度平均高度Rz 在基本長度在基本長度l l 內(nèi)，以平行于輪廓中線內(nèi)，以平行于輪廓中線m的任意一條線起，在被測輪廓的的任意一條線起，在被測輪廓的5個最高點和個最高點和5個最低點之間的距離。個最低點之間的距離。5)()(97531108642hhhhhhhhhhRzRy 指的是出現(xiàn)頻率較多的微觀不平度的最大高度指的是出現(xiàn)頻率較多的微觀不平度的最大高度RyRy ，但不是指偶然出現(xiàn)，但不是

6、指偶然出現(xiàn)的特大高度的特大高度R Rmaxmax。 表面粗糙度與光潔度比較表面粗糙度與光潔度比較 表面粗糙度的測量方法表面粗糙度的測量方法測量方法測量方法測量范圍測量范圍測量原理測量原理比較法比較法Ra0.05100m 用帶有級別標志的標準表面樣板，將其和用帶有級別標志的標準表面樣板，將其和被測表面緊靠一起，通過比較表面的峰谷高被測表面緊靠一起，通過比較表面的峰谷高度，確定起粗糙度。度，確定起粗糙度。感觸法感觸法Ra0.0512.5m也叫針掃法，原理是用尖端探針在被測表面也叫針掃法，原理是用尖端探針在被測表面均勻滑行，將高低不平的運動記錄下來，并均勻滑行，將高低不平的運動記錄下來，并將位移信號

7、轉(zhuǎn)化為電信號放大處理后測出將位移信號轉(zhuǎn)化為電信號放大處理后測出Ra。印模法印模法Ra0.1100m利用塑性材料（如石蠟）將被測表面的微觀利用塑性材料（如石蠟）將被測表面的微觀不平形貌印制下來，在采用一般方法測量粗不平形貌印制下來，在采用一般方法測量粗糙度。糙度。其它：光切法其它：光切法Ra0.425m 、光波干涉法、光波干涉法Ra0.120.2m 。2.2 金屬的表面性質(zhì)金屬的表面性質(zhì)金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu)：金屬一般為多晶體，金屬表面原子程有規(guī)則的排列：金屬一般為多晶體，金屬表面原子程有規(guī)則的排列空間點陣?？臻g點陣。空間點陣的形式（晶格）有三種形式：體心立方（空間點陣的形式（晶格）有三種

8、形式：體心立方（bccbcc）、面心立方（）、面心立方（fccfcc）、密排）、密排六方（六方（hcphcp）。）。晶體缺陷晶體缺陷：金屬晶體缺陷會影響金屬表面的物理性能、化學性能和力學性能。金屬金屬晶體缺陷會影響金屬表面的物理性能、化學性能和力學性能。金屬的晶體缺陷有三種：的晶體缺陷有三種： （1）點缺陷：）點缺陷： 空穴：空穴：金屬中空間點陣的原子在平衡位置處振動，處于能量起伏狀態(tài)，總有某金屬中空間點陣的原子在平衡位置處振動，處于能量起伏狀態(tài)，總有某些原子振動能力較大，瞬時偏離其平衡位置，在原來位置處留下空位置，稱之為空些原子振動能力較大，瞬時偏離其平衡位置，在原來位置處留下空位置，稱之為

9、空穴。穴。 間隙原子：間隙原子：晶格點陣平衡位置上原子偏離平衡位置，跑到了點陣內(nèi)的間隙位置，晶格點陣平衡位置上原子偏離平衡位置，跑到了點陣內(nèi)的間隙位置，晶格內(nèi)就在點陣間隙內(nèi)多出了一個原子，稱之為間隙原子。晶格內(nèi)就在點陣間隙內(nèi)多出了一個原子，稱之為間隙原子。 夾雜：夾雜：金屬在制備或加工過程中會產(chǎn)生一些夾雜，夾雜會造成其周圍晶體發(fā)生金屬在制備或加工過程中會產(chǎn)生一些夾雜，夾雜會造成其周圍晶體發(fā)生奇變，影響金屬的結(jié)構(gòu)和性能。奇變，影響金屬的結(jié)構(gòu)和性能。 （2）線缺陷：）線缺陷：線缺陷可視為晶體中的一部分相對于另一部分的晶體局部滑移造成線缺陷可視為晶體中的一部分相對于另一部分的晶體局部滑移造成的，晶體

10、已滑移部分與未滑移部分的交界線稱為位錯線，可分為三類：刃型位的，晶體已滑移部分與未滑移部分的交界線稱為位錯線，可分為三類：刃型位錯、螺型位錯、混合位錯。錯、螺型位錯、混合位錯。（3）面缺陷：）面缺陷：晶體在二維平面上的缺陷成為面缺陷，主要有：晶體表面、晶界、晶體在二維平面上的缺陷成為面缺陷，主要有：晶體表面、晶界、亞晶界。亞晶界。 0.5m金屬的耐腐蝕性能、強度性能、塑性等都于晶體中的面缺陷密切相關(guān)。金屬的耐腐蝕性能、強度性能、塑性等都于晶體中的面缺陷密切相關(guān)。2.3 金屬的表面能和表面張力金屬的表面能和表面張力表面能：表面能：由于處于表面的分子處于受分子間作用力不平衡狀態(tài)，而具有被拽入由于處

11、于表面的分子處于受分子間作用力不平衡狀態(tài)，而具有被拽入物質(zhì)內(nèi)部進行運動的趨勢，因此具有額外的勢能；同理，如果將物質(zhì)內(nèi)部的分物質(zhì)內(nèi)部進行運動的趨勢，因此具有額外的勢能；同理，如果將物質(zhì)內(nèi)部的分子移動到物質(zhì)表面，必須克服內(nèi)部分子引力的作用而做功，使分子勢能增加。子移動到物質(zhì)表面，必須克服內(nèi)部分子引力的作用而做功，使分子勢能增加。表面能表面能就是指液體或固體表面的全部分子所具有的額外勢能總和。就是指液體或固體表面的全部分子所具有的額外勢能總和。液體表層與內(nèi)部分子或原子受力示意圖液體表層與內(nèi)部分子或原子受力示意圖 液體或固體內(nèi)部的每一個分子或者原子的四周都均勻地受到其它分子或原子對它的液體或固體內(nèi)部的

12、每一個分子或者原子的四周都均勻地受到其它分子或原子對它的作用力，這個力通常是平衡的，然而處于表面的分子或原子外側(cè)沒有其它分子或原子的作用力，這個力通常是平衡的，然而處于表面的分子或原子外側(cè)沒有其它分子或原子的作用，因此受到的力是不平衡的，都受到指向內(nèi)部拉力的作用。因此，如果把分子或原作用，因此受到的力是不平衡的，都受到指向內(nèi)部拉力的作用。因此，如果把分子或原子從內(nèi)部移動到表面，必須克服這個力做功。于是，位于表面上的每一個分子或原子比子從內(nèi)部移動到表面，必須克服這個力做功。于是，位于表面上的每一個分子或原子比內(nèi)部的分子或原子具有更大的勢能，液體或固體表面的全部分子或原子所具有的額外勢內(nèi)部的分子或

13、原子具有更大的勢能，液體或固體表面的全部分子或原子所具有的額外勢能的綜合叫做表面吉布斯自由能，簡稱表面自由能或表面能。表面能是內(nèi)能的一種表現(xiàn)能的綜合叫做表面吉布斯自由能，簡稱表面自由能或表面能。表面能是內(nèi)能的一種表現(xiàn)形式。實際上就是液體或固體表面與空氣間的界面能，只是因為空氣分子的引力對其影形式。實際上就是液體或固體表面與空氣間的界面能，只是因為空氣分子的引力對其影響不大，可以近似認為兩者的數(shù)值相等罷了。界面能廣泛存在于固響不大，可以近似認為兩者的數(shù)值相等罷了。界面能廣泛存在于固-氣、固氣、固-液、液液、液-液等液等界面。界面。 潤濕：潤濕：潤濕是液體與固體表面接觸時發(fā)生的一種界面現(xiàn)象，從熱力

14、學角度來看潤濕是液體與固體表面接觸時發(fā)生的一種界面現(xiàn)象，從熱力學角度來看, , 凡是液固兩相接觸后凡是液固兩相接觸后, , 體系的自由能降低時稱為潤濕。自由能降低的愈多體系的自由能降低時稱為潤濕。自由能降低的愈多, , 潤潤濕程度就愈大濕程度就愈大。 固體的表面能可通過與液體接觸時的形狀改變推斷出來，如圖所示，當固體的表面能可通過與液體接觸時的形狀改變推斷出來，如圖所示，當固體、液體和氣體三者間的界面張力平衡時，根據(jù)固體、液體和氣體三者間的界面張力平衡時，根據(jù)楊氏（楊氏（YangYang）方程）方程具有如下具有如下關(guān)系：關(guān)系：表面張力：表面張力：液態(tài)或固態(tài)的表面分子在指向內(nèi)部引力的作用下，具有

15、從表面進入液態(tài)或固態(tài)的表面分子在指向內(nèi)部引力的作用下，具有從表面進入內(nèi)部的趨勢，盡量縮小其表面積，這種使表面自動收縮的力稱為表面張力。內(nèi)部的趨勢，盡量縮小其表面積，這種使表面自動收縮的力稱為表面張力。表面張力系數(shù)：表面張力系數(shù)：沿著液體表面作用在單位長度上的表面張力，稱為表面張力沿著液體表面作用在單位長度上的表面張力，稱為表面張力系數(shù)，就以它表示物質(zhì)的表面張力，單位為系數(shù)，就以它表示物質(zhì)的表面張力，單位為N/mN/m 。表面能與表面張力的關(guān)系：表面能與表面張力的關(guān)系：通常把表面張力理解為橫溫橫壓時將表面擴大通常把表面張力理解為橫溫橫壓時將表面擴大1cm1cm2 2時所作的功（或單位面積表面能）

16、時所作的功（或單位面積表面能） 。coslgslsg)/ )(coslg1slsg液液- -固界面與液體表面切線的夾角；固界面與液體表面切線的夾角；sg、sl、lg分別為固分別為固- -氣、固氣、固- -液、液液、液- -氣間的界面張力。氣間的界面張力。 氣液固sglgsllg氣液固sgsl 水能夠在玻璃表面散開，呈現(xiàn)凸透鏡的形狀，而水在石蠟表面時力圖以球形的水能夠在玻璃表面散開，呈現(xiàn)凸透鏡的形狀，而水在石蠟表面時力圖以球形的形狀存在，但是由于重力的作用呈扁球形。因此玻璃和石英是親水物質(zhì)，水不能很好形狀存在，但是由于重力的作用呈扁球形。因此玻璃和石英是親水物質(zhì)，水不能很好的浸潤它們，石蠟是疏水

17、物質(zhì)，水對它的浸潤性能較差。這種結(jié)果是由于它們之間的的浸潤它們，石蠟是疏水物質(zhì)，水對它的浸潤性能較差。這種結(jié)果是由于它們之間的作用力不同而引起的，石英和玻璃是由離子鍵和極性鍵組成的物質(zhì)，因此它們和極性作用力不同而引起的，石英和玻璃是由離子鍵和極性鍵組成的物質(zhì)，因此它們和極性的水分子的吸引力大于水分子之間的相互吸引力，因此水與玻璃和石英的浸潤性能較的水分子的吸引力大于水分子之間的相互吸引力，因此水與玻璃和石英的浸潤性能較好，而石蠟是由非極性鍵構(gòu)成的物質(zhì)，它和極性水分子的吸引力小于水分子間的相互好，而石蠟是由非極性鍵構(gòu)成的物質(zhì)，它和極性水分子的吸引力小于水分子間的相互吸引力，因此水對它的浸潤性能較

18、差。液體在物質(zhì)表面的浸潤也叫做吸引力，因此水對它的浸潤性能較差。液體在物質(zhì)表面的浸潤也叫做潤濕潤濕，常用接觸，常用接觸角角來衡量。來衡量。 90時，不能產(chǎn)生潤濕，時，不能產(chǎn)生潤濕， =0，表示完，表示完全潤濕，此時全潤濕，此時 。lgslsg各種熔化金屬液的表面張力各種熔化金屬液的表面張力金屬金屬 Sb Pb Su Zn Al Ca Fe Ni測試溫度，測試溫度， 635 350 700 700 700 1120 1570 1550表面張力，表面張力，10-5N/cm 383 442 538 750 900 1270 1835 1925 粘著功可以表征液體對固態(tài)的潤濕情況。內(nèi)聚功可以用來表示相

19、同液體間的吸引粘著功可以表征液體對固態(tài)的潤濕情況。內(nèi)聚功可以用來表示相同液體間的吸引強度。設(shè)有一橫截面為強度。設(shè)有一橫截面為1m2的液柱的液柱A，如圖，如圖2-6所示，假定不改變截面積而將其拉成兩所示，假定不改變截面積而將其拉成兩段，則這時所消耗的功稱為該液體的段，則這時所消耗的功稱為該液體的內(nèi)聚功內(nèi)聚功。因為拉開后產(chǎn)生了兩個面積為。因為拉開后產(chǎn)生了兩個面積為1m2的截的截面，由于每個截面產(chǎn)生時所需要的功為面，由于每個截面產(chǎn)生時所需要的功為，則產(chǎn)生這兩個截面所需要的功為則產(chǎn)生這兩個截面所需要的功為2sl，所以所以內(nèi)聚功為：內(nèi)聚功為： 液體固體界面潤濕液體固體界面潤濕2cW 倘若液柱一端為液體倘

20、若液柱一端為液體B，另一端為不相溶的液體或者固態(tài)，另一端為不相溶的液體或者固態(tài)A，則拉開之后原來的，則拉開之后原來的截面截面AB不再存在，而出現(xiàn)了兩個新的表面不再存在，而出現(xiàn)了兩個新的表面A和和B。這時所消耗的功叫做。這時所消耗的功叫做粘著功粘著功或叫或叫做做潤濕功潤濕功。顯然：。顯然： ABBAvWA21m21mAAA21m21mBAB內(nèi)聚功示意圖內(nèi)聚功示意圖 黏著功示意圖黏著功示意圖 A一種金屬的表面能; B另一種金屬的表面能; AB兩種金屬粘著后的界面的界面能。 衡量兩種金屬產(chǎn)生粘著的難易程度：衡量兩種金屬產(chǎn)生粘著的難易程度： 接觸表面能接觸表面能A，B越越大大，產(chǎn)生粘著所需的粘著功越大

21、產(chǎn)生粘著所需的粘著功越大。然而，如果兩金屬表面。然而，如果兩金屬表面粘著后的界面能粘著后的界面能AB很高，很高， 則意味著所需粘著功很小。則意味著所需粘著功很小。 從力學角度看，表面能大表示金屬本身原子之間有較強的結(jié)合力，從力學角度看，表面能大表示金屬本身原子之間有較強的結(jié)合力， 硬度較大，硬度較大， 粘著難以發(fā)生。為此，通常采用粘著難以發(fā)生。為此，通常采用W /H 來衡量粘著的難易程度來衡量粘著的難易程度， W /H值與粘著系數(shù)成值與粘著系數(shù)成正比。如金屬銦正比。如金屬銦W /H值最大，是金屬中粘著性最強的。值最大，是金屬中粘著性最強的。 只有粘著功大于內(nèi)聚功時，液體才能對固態(tài)浸潤。將兩者之

22、差定義為液體在固只有粘著功大于內(nèi)聚功時，液體才能對固態(tài)浸潤。將兩者之差定義為液體在固體體表面的展開系數(shù)表面的展開系數(shù)S，則有：，則有： ABABcvWWS當當S0時發(fā)生浸潤現(xiàn)象，固體與液體表面能差越大或者液時發(fā)生浸潤現(xiàn)象，固體與液體表面能差越大或者液-固界面能越小利于浸潤。固界面能越小利于浸潤。 表面展開系數(shù)：表面展開系數(shù)： 液體金屬的表面活性物質(zhì)，即使金屬表面張力降低的溶質(zhì)，具有正吸附的作用。液體金屬的表面活性物質(zhì)，即使金屬表面張力降低的溶質(zhì)，具有正吸附的作用。所謂所謂正吸附正吸附就是指溶質(zhì)在表面的濃度大于溶質(zhì)在內(nèi)部的濃度；液體金屬的表面非活性溶就是指溶質(zhì)在表面的濃度大于溶質(zhì)在內(nèi)部的濃度；液

23、體金屬的表面非活性溶質(zhì)，即使液體金屬表面張力增加的溶質(zhì)，有負吸附的作用，所謂質(zhì)，即使液體金屬表面張力增加的溶質(zhì)，有負吸附的作用，所謂負吸附負吸附是指溶質(zhì)在表面是指溶質(zhì)在表面的濃度小于溶質(zhì)在內(nèi)部的濃度。加入溶質(zhì)改變金屬的表面張力的原因主要在于改變了溶的濃度小于溶質(zhì)在內(nèi)部的濃度。加入溶質(zhì)改變金屬的表面張力的原因主要在于改變了溶液表面層質(zhì)點的力場不對稱程度，為了降低表面能，表面活性物質(zhì)總是自發(fā)的跑向表層，液表面層質(zhì)點的力場不對稱程度，為了降低表面能，表面活性物質(zhì)總是自發(fā)的跑向表層，引起正吸附，反之則會引起負吸附。可用吉布斯公式來計算判斷一種溶質(zhì)是否對液體金引起正吸附，反之則會引起負吸附?？捎眉妓构?/p>

24、式來計算判斷一種溶質(zhì)是否對液體金屬具有活性或非活性程度：屬具有活性或非活性程度： dcdRKc單位面積液面上較內(nèi)部多吸附或少吸附的溶質(zhì)；單位面積液面上較內(nèi)部多吸附或少吸附的溶質(zhì)；c溶質(zhì)濃度；溶質(zhì)濃度；T絕對溫度；絕對溫度；R氣體常數(shù)。氣體常數(shù)。 0時，表面張力降低，為正吸附；反之為負吸附。例如在時，表面張力降低，為正吸附；反之為負吸附。例如在Al中加入千分之幾的中加入千分之幾的Li、Bi、Mg等微量元素后會使金屬的表面張力降低。在等微量元素后會使金屬的表面張力降低。在Al-Si合金中加入合金中加入Na可使液態(tài)金屬的表面可使液態(tài)金屬的表面張力下降，因此張力下降，因此Na對對Al-Si合金是表面活

25、性物質(zhì)，能吸附在合金是表面活性物質(zhì)，能吸附在Si的表面，阻止的表面，阻止Si的長大，的長大，對初生對初生Si有細化作用。有細化作用。 dcd 吸附：吸附：2.4 金屬的表面膜金屬的表面膜 由于固體金屬的表面具有一定的表面張力，而且在加工成形過程中會形成多種由于固體金屬的表面具有一定的表面張力，而且在加工成形過程中會形成多種缺陷，使表面原子或分子處于不飽和或不穩(wěn)定狀態(tài)，會在空氣中氣體原子作用下發(fā)缺陷，使表面原子或分子處于不飽和或不穩(wěn)定狀態(tài)，會在空氣中氣體原子作用下發(fā)生反應或作用，同時，表面的潤滑油的極性基團會產(chǎn)生吸附，因此，會在金屬表面生反應或作用，同時，表面的潤滑油的極性基團會產(chǎn)生吸附，因此，

26、會在金屬表面產(chǎn)生多種膜。產(chǎn)生多種膜。 根據(jù)膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，可分為兩種：根據(jù)膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，可分為兩種：吸附膜吸附膜和和反應膜反應膜，吸附膜又分為化學吸，吸附膜又分為化學吸附膜和物理吸附膜，反應膜又分為化學反應膜和氧化膜。附膜和物理吸附膜，反應膜又分為化學反應膜和氧化膜。表面膜表面膜吸附膜吸附膜反應膜反應膜化學吸附膜化學吸附膜化學反應膜化學反應膜物理吸附膜物理吸附膜氧化膜氧化膜吸附膜吸附膜物理吸附膜物理吸附膜：氣體或液體與固體表面接觸時氣體或液體與固體表面接觸時, 由于分子或原子相互吸引的作用力而由于分子或原子相互吸引的作用力而產(chǎn)生的吸附稱之為物理吸附。在固體表面上產(chǎn)生的吸附稱之為物理吸附。

27、在固體表面上, 由于物理吸附作用形成的膜就是物理吸由于物理吸附作用形成的膜就是物理吸附膜。物理吸附膜可分為附膜。物理吸附膜可分為非極性分子物理吸附膜非極性分子物理吸附膜和和極性分子物理吸附膜極性分子物理吸附膜。 特點：一般在常溫、低速、輕載條件下形成，其吸附和解吸完全可逆。特點：一般在常溫、低速、輕載條件下形成，其吸附和解吸完全可逆?；瘜W吸附膜化學吸附膜：由于極性分子的有價電子與固體表面的電子發(fā)生交換而產(chǎn)生的化學結(jié)由于極性分子的有價電子與固體表面的電子發(fā)生交換而產(chǎn)生的化學結(jié)合力合力, 使極性分子定向排列使極性分子定向排列, 這種吸附為化學吸附這種吸附為化學吸附.在固體。表面上在固體。表面上,

28、由于化學吸附作由于化學吸附作用而形成的吸附膜為化學吸附膜。用而形成的吸附膜為化學吸附膜。 特點：一般在中等溫度、中等速度、中等載荷條件下形成，比物理吸附膜穩(wěn)定特點：一般在中等溫度、中等速度、中等載荷條件下形成，比物理吸附膜穩(wěn)定的多，其吸附和解吸是不可逆的，要在高溫條件下才能解吸。的多，其吸附和解吸是不可逆的，要在高溫條件下才能解吸。物理吸附與化學吸附的區(qū)別：物理吸附與化學吸附的區(qū)別：（1 1）吸附力）吸附力: : 化學吸附是分子間價鍵力的作用，而物理吸附則有分子間范德華力作用化學吸附是分子間價鍵力的作用，而物理吸附則有分子間范德華力作用. .（2 2）吸附層）吸附層: : 化學吸附是單分子層化

29、學吸附是單分子層, ,而物理吸附為多分子層。而物理吸附為多分子層。（3 3）吸附的選擇性）吸附的選擇性: : 化學吸附只能吸附那些容易和它產(chǎn)生化學作用的物質(zhì)化學吸附只能吸附那些容易和它產(chǎn)生化學作用的物質(zhì), , 有選擇性有選擇性, , 而物理吸附是有分子間力所引起的物理現(xiàn)象而物理吸附是有分子間力所引起的物理現(xiàn)象, , 無選擇性。無選擇性。（4 4）吸附活化能和吸附速度）吸附活化能和吸附速度: :化學吸附有吸附活化能化學吸附有吸附活化能; ;物理吸附不發(fā)生化學反應物理吸附不發(fā)生化學反應, , 雖然雖然也需要活化能也需要活化能, , 但是和化學吸附相比但是和化學吸附相比, , 其活化能是很小的其活化能是很小的, , 由于活化能的差別由于活化能的差別, ,所以所以化學吸附速度要小于物理吸附的速度?；瘜W吸附速度要小于物理吸附的速度。（5 5）吸附熱：所有吸附過程都是放熱）吸附熱：所有吸