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三、表面张力及其对成型过程的影响

１表面张力的实质

表面张力是表面上存在的一个平行于表面且各向大小相等的张力。表面张力是由于物质

在表面上的质点受力不均匀而产生的。对于液体和气体界面上的质点 （原子或分子），由于

液体的密度大于气体的密度，故气相对它的作用力远小于液体内部对它的作用力，使表面层

质点处于不平衡的力场之中。结果是表面层质点受到一个指向液体内部的力，使液体表面有

自动缩小的趋势。

从物理化学可知，表面自由能是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。设恒温、

恒压下表面自由能的增量为ΔＦ，表面自由能为σ。

结晶潜热得以发挥。β相的潜热为１４１×１０４Ｊ／ｋｇ，比α相约大３倍。

总之，结晶潜热相对合金的结晶特性而言，是一个

次要的因素，结晶特性对流动性的作用是主导的。

（３）金属的热物理性能 （比热容、密度和热导率）　

比热容和密度较大的合金，因其本身含有较多的热量，

在相同的过热度下，保持液态的时间长，流动性好。热

导率小的合金，热量散失慢，保持流动的时间长，故流

动性好。

（４）黏度　液态金属的黏度与其成分、温度、夹杂

的含量和状态等有关。黏度对充型过程前期 （紊流）

流动性影响不明显，在充型的最后很短的时间内 （层

），对流动性才表现出较大的影响。

当ｄσｄｔ＜０，即溶质浓度增加，引起表面张力减少时，Γ＞０，为正吸附。ｄσｄｔ＞０，即溶质

增加，引起表面张力增大时，Γ＜０，为负吸附。由此可知，所谓正吸附就是溶质元素

面上的浓度大于在液体内部的浓度，负吸附则是溶质元素在表面上的浓度小于在内部的

。因此，表面活性物质具有正吸附作用；而非表面活性物质具有负吸附作用。

溶质的原子体积大于溶剂的原子体积时，由于它对溶剂晶格的歪曲，使势能增加。但

系统总是向减小自由能方向自发进行，因而，这些体积较大的原子总是倾向于被排挤到

，在表面富集———正吸附。由于这些原子体积大，表面张力低，使整个系统的表面张力

。这也可以用表面层原子受力不对称性程度加以解释。