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３表面张力引起的附加压力

假设液体中有一半径为ｒ的球形气泡，

由于液体表面张力造成了指向内部的力ｐ

（图１１３）。若将球的体积增大ΔＶ，则必须

克服阻力ｐ而对它做功：ΔＷ＝ｐΔＶ。而

这一所做之功变为表面积增大后的表面自

由能增量：ΔＦ＝σΔＳ（ΔＳ为球体增大之表面积）

则ｒ１＝ｒ２＝ｒ。附加压力ｐ也称拉普拉斯压力。

如液面凸起 （不润湿），附加压力为正值，液面下凹 （润湿），附加压力为负值，如图

４所示。造型材料一般不被液态金属润湿，即θ＞９０°（θ为润湿角）。故液态金属在铸型

道内的表面是凸起的，如图１１５所示，此时产生指向内部的附加压力。

２流动性的测定

由于影响液态金属充型能力的因素很多 （后述），在工程应用及研究中，不能笼统地对

各种合金在不同的铸造条件下的充型能力进行比较。通常用相同实验条件下所测得的合金流

动性表示合金的充型能力。因此，可以认为合金的流动性是在确定条件下的充型能力。液态

金属的流动性是用浇注 “流动性试样”的方法衡量的。在实际中，是将试样的结构和铸型性

质固定不变，在相同的浇注条件下，例如在液相线以上相同的过热度或在同一的浇注温度

下，浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度或以试样某处的厚薄程度表示该合金的流动

性。对于同一种合金，也可以用流动性试样研究各铸造因素对其充型能力的影响。

　一、液态金属的结构

人们对液态金属结构的认识滞后于固体金属，这是因为它是以液体这样一个无序体系作

为研究对象。近年来，利用Ｘ射线、电子和中子衍射及同步辐射技术得到液态金属及合金

直接的结构信息，促进了液体金属物理研究的不断深入。通过两种方法可以研究金属的液态

结构。一种是间接方法，即通过固→液态、固→气态转变后一些物理性质的变化判断液态的

原子结合状况，另一种是较为直接的方法，即通过液态金属的Ｘ射线或中子线的结构分析

研究液态的原子排列情况。在了解液态金属的结构之前，有必要对金属晶体的原子结合、加

热膨胀及熔化过程加以阐述。