1樓：宮非
2015-05-06
誰說合金化就會表面能一定降低，那端視你想達到甚麼功能而決定。如果你想做到自清潔、抗沾汙、腐蝕及氧化，的確要使表面能降低，但如果你要做金屬表面處理、改質、吸附或催化，就要使表面能增加了。晶體表面單位面積自由能的增加稱為「表面能」，是創造物質表面時，破壞分子間化學鍵所需消耗的能量。
而表面能主要來自於：表面原子缺少近鄰配位的原子，它極不穩定，並且具有強烈的與其他原子結合的能量。這說明了奈米材料為何表面能較高?
隨奈米粒徑減小，表面原子數迅速增加。另外，隨著粒徑的減小，奈米粒子的表面積、表面能的都迅速增加。這主要是粒徑越小，處於表面的原子數越多的緣故。
表面能也可以理解為單位面積新表面所作的功。
表面能與晶體表面原子排列緻密程度有關，原子密排的表面具有最小的表面能。所以自由晶體暴露在外的表面通常是低表面能的原子密排晶面。低表面能表面具有自清潔、減阻減摩、抗玷汙、抑制表面腐蝕和氧化等特性。
而一般降低表面能的最有效方式就是加入其他降低液態金屬表面能的金屬，也就是讓液體與基材的介面能降低，系統為了降低能量，就會增加固/液介面面積來降低系統能量。在熔體中新增一些表面活性劑、微量合金元素，或乾脆提高一些溫度都可以達到降低表面能的目的。以加入稀土作為強化合元素為例，形成多的粒子核，促進形核率，或者降低了基體對元素的溶解度；其二改變了粒子的表面能，表面能提高粒子成球狀的趨勢增強，球面的比表面積小，能降低系統能量；其三，改變了基體與粒子周圍的濃度。
根據「萊賓傑爾效應」指出活性介質與金屬接觸後，使金屬的表面自由能下降，導致金屬材料強度和塑性發生變化的效應，且任何固體表面均存在這種現象。但「表面機械合金化」是通過非平衡的方式使材料表面產生強烈的塑性形變，而增加材料表面能，逐漸細化晶粒，提高材料表面的區域性溫度，促進原子擴散，發生合金化反應的一種表面處理技術。
所以，兩種合金化有所不同，並不見得都會降低表面能。
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