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绪论 1

第1章 液体的表面张力 4

1.1液体的表面张力 4

1.2拉普拉斯方程 7

1.3液体表面张力的测定 9

1.3.1毛细管法 9

1.3.2最大泡压法 10

1.3.3滴重法 11

1.3.4圆环法 12

1.3.5吊板法 13

1.3.6静态法 14

1.3.7动态法 15

1.3.8界（表）面张力的半经验估算方法 15

1.3.9界面张力的理论研究 16

1.4开尔文方程及其应用 16

1.4.1开尔文方程 16

1.4.2开尔文方程的适用范围 17

1.4.3亚稳状态 18

题解举例 19

习题 20

习题答案 22

第2章 固液界面 23

2.1固液界面和黏附功 23

2.2接触角和湿润 24

2.2.1接触角 24

2.2.2固体表面张力的降低 25

2.2.3浸润 25

2.2.4接触角的测定 26

2.2.5接触角滞后现象 28

2.2.6不均匀表面的湿润 29

2.3固液界面自由能的估算 31

2.4铺展湿润和临界表面张力 32

2.4.1铺展系数的意义 32

2.4.2湿润的临界表面张力 33

2.5湿润与黏附 33

2.5.1湿润及其临界表面张力与黏附的关系 33

2.5.2有关黏附的最佳可湿润条件 34

2.5.3湿润的动力学因素 34

2.6湿润现象的应用 37

2.6.1洗涤 37

2.6.2纤维表面湿润改性处理 38

2.6.3染色处理 39

2.6.4矿物浮选 40

题解举例 42

习题 42

习题解答 43

第3章 溶液吸附 44

3.1溶液吸附的吉布斯公式 44

3.1.1表面过剩 44

3.1.2吉布斯公式 45

3.1.3选择分界面位置的其它方法 46

3.1.4吉布斯公式的证明 48

3.2吉布斯公式的应用及表面分凝 49

3.2.1吉布斯公式的推广及应用 49

3.2.2表面分凝 50

3.2.3表面分凝与组分表面张力关系 52

3.3固体在溶液中的吸附 55

3.4影响固体在溶液中吸附的因素和规律 58

3.4.1对于低分子溶液的吸附 58

3.4.2对于高分子溶液的吸附 59

3.4.3对于溶液中离子型物质的吸附 59

3.4.4被吸附物质在溶液中浓度的影响 59

3.4.5温度的影响 60

3.4.6固体吸附剂性质、表面状况和制备工艺的影响 60

3.4.7溶液pH值与电解质的影响 60

3.5固体在溶液中吸附的应用 61

3.5.1色谱分离和分析 61

3.5.2保护固体散粒在溶液中的分散稳定性 63

3.5.3有机颜料在溶液中的表面吸附和分散机理 65

3.5.4无机-有机复合高分子乳液的合成 65

3.5.5吸附蒸馏 66

习题 67

习题解答 67

第4章 固-固界面与黏附 68

4.1固体的表面状态 68

4.1.1固体的表面形状 68

4.1.2固体表面层组织结构 69

4.1.3常用的表面分析技术 69

4.2固体的表面张力和表面自由能的测定 71

4.2.1固体与液体的表面张力和表面自由能的区别 71

4.2.2固体表面自由能的测定 72

4.3固-固界面能 74

4.3.1两固相接界的界面能 74

4.3.2固体内部多晶结构的接触界面能 76

4.3.3晶界界面自由能的测定方法 77

4.4固-固界面黏附的本质 78

4.4.1离子键 78

4.4.2共价键 80

4.4.3分子间相互作用的极性取向力 80

4.4.4极性分子与非极性分子间的相互作用力 82

4.4.5非极性分子间的作用力 83

4.5黏附理论 84

4.5.1吸附理论 84

4.5.2扩散理论 84

4.5.3化学黏附理论 88

4.5.4弱边界层理论 88

4.5.5粘接中的静电力 88

4.6摩擦与黏附 89

4.6.1固体表面的弹性和塑性接触 89

4.6.2接触表面的黏附 90

4.6.3摩擦的黏附理论 91

4.7黏附强度的影响因素及固体材料表面的处理 91

4.7.1黏附强度的影响因素 91

4.7.2固体材料表面的处理 93

习题 95

第5章 固体表面的吸附 96

5.1吸附的定义 96

5.2物理吸附和化学吸附 96

5.2.1物理吸附 96

5.2.2化学吸附 97

5.3吸附热与等量吸附方程 97

5.3.1吸附热 97

5.3.2吸附热的测定 98

5.3.3等量吸附方程 99

5.4界面二维状态方程和吸附等温式 101

5.4.1界面二维状态方程 101

5.4.2吸附等温式 103

5.5 BET吸附等温式 104

5.5.1 BET公式的推导 104

5.5.2 BET公式的应用 106

习题 107

第6章 表面电化学 109

6.1双电层 109

6.1.1双电层产生的机理 109

6.1.2双电层模型 110

6.1.3扩散双电层的？表达式 112

6.1.4固体表面电荷密度和双电层表面电位关系 114

6.2 Stern双电层 115

6.3决定电位层和ζ电位 116

6.3.1定位离子和决定电位 116

6.3.2ζ电位 117

6.3.3动电现象 117

6.4二个双电层间的排斥作用 121

6.5电毛细现象 124

6.6带电的固-液界面和电荷迁移 125

6.6.1电位的各种类型和相应电位差意义 125

6.6.2 Donnan电势与带电膜 126

6.6.3电极电位与电化学位 128

6.6.4不可逆现象 128

6.7表面电化学的应用 131

6.7.1电极反应概述 131

6.7.2电镀 131

6.7.3细胞膜内外电位差 132

6.7.4离子选择性电极 134

习题 135

第7章 表面物理化学的应用 137

7.1膜和膜应用 137

7.1.1膜科学技术发展概况 137

7.1.2膜的分类 137

7.1.3气体吸附膜及其应用 138

7.1.4液液界面及应用 140

7.1.5气液膜、泡沫及其应用 149

7.1.6人工膜的主要应用 152

7.2表面改性与功能材料 153

7.2.1表面性质及其功能 153

7.2.2表面层压改性 155

7.2.3表面涂布有机涂料改性 156

7.2.4表面非电解镀改性 158

7.2.5表面化学药物处理改性 161

7.2.6离子注入和等离子体改性 163

7.2.7表面层积体系功能材料 166

7.2.8光学功能材料 167

7.2.9纸系感应性材料 169

7.3表面活性剂 170

7.3.1什么是表面活性剂 170

7.3.2表面活性剂的结构 170

7.3.3表面活性剂的分类 171

7.3.4两性表面活性剂 173

7.3.5高分子表面活性剂与特殊表面活性剂 174

7.3.6表面活性剂在溶液中的状态及物性 176

7.3.7表面活性剂的应用 179

习题 182

第8章 表面研究方法 183

8.1液体表面张力的测定 183

8.1.1毛细管法 183

8.1.2最大泡压法 184

8.1.3滴重法 184

8.1.4圆环法 184

8.1.5吊板法 185

8.2接触角的测定 185

8.3比表面积测试 186

8.3.1比表面积定义 186

8.3.2比表面积测定 186

8.3.3 ST-03型比表面测定仪 189

8.4 X射线衍射分析 190

8.4.1 X射线的产生 190

8.4.2 X射线衍射原理 191

8.4.3衍射方向 191

8.4.4 X射线衍射分析方法 193

8.4.5 X射线粉末衍射物相定性分析 195

8.4.6 X射线粉末衍射物相定量分析 195

8.5 X射线光电子能谱 197

8.5.1概述 197

8.5.2原理 198

8.5.3 XPS谱图分析 198

8.5.4定性分析 200

8.5.5定量分析 200

8.5.6 X射线光电子能谱在聚合物表面结构研究中的应用 201

8.6俄歇电子能谱 202

8.6.1概述 202

8.6.2原理 203

8.6.3俄歇电子能谱仪 203

8.6.4俄歇谱的类型：微分谱与直接谱 204

8.6.5定性分析 205

8.6.6定量分析 205

8.6.7俄歇电子能谱的应用 206

8.7激光共聚焦显微镜 206

8.7.1概述 206

8.7.2基本组成与原理 206

8.7.3 LSCM与普通显微镜的区别 207

8.7.4样品的制备与荧光标记 207

8.7.5 LSCM在材料学中的应用 207

8.8透射电子显微镜 209

8.8.1工作原理 209

8.8.2透射电镜基本成像操作及像衬度 209

8.8.3透射电镜样品的制备 212

8.8.4透射电镜的典型应用 213

8.9扫描电镜 216

8.9.1工作原理 216

8.9.2像衬原理 217

8.9.3金属材料的几种典型断口的扫描电镜分析 219

8.10高分辨率分析扫描电镜 221

8.11高分辨率场发射扫描电镜 222

8.12原子力显微镜 224

8.12.1概述 224

8.12.2原子力显微镜的理论基础 224

8.12.3原子力显微镜的工作原理 224

8.12.4 AFM的成像模式 225

8.12.5针尖-试件之间的相互作用力 225

8.12.6原子力显微镜的应用 227

8.13二次离子质谱（SIMS） 229

8.13.1二次离子质谱仪的基本组成和数据显示模式 229

8.13.2二次离子质谱分析方法 229

8.14界面研究新技术 231

8.14.1引言 231

8.14.2弹道电子发射显微术（BEEM） 231

8.14.3扫描近场光学显微镜（SNOM）和光子扫描隧道显微镜（PSTM） 232

参考文献 233