②σSG<σLS时,cosθ为负值,即θ>90°。此情况下,液体倾向于形成球状,称之为液体能润湿固体。θ=180°为完全不润湿。
2影响界面张力的因素
(1)熔点 原子间结合力大的物质,其熔点高,表面张力也大。表13为几种金属的熔和表面张力。
(2)温度 对于多数金属和合金,
度升高,表面张力降低,即dσdt<0。这因为,温度升高时,液体质点间距增,表面质点的受力不对称性减弱,因表面张力降低。当达到液体的临界温时,由于气液两相界面消失,表面张等于零。但是,对于某些合金,如铸
、碳钢、铜及其合金等,其表面张力随温度的升高而增大,即dσdt>0。如图1所示。
对应着渐次收缩的铸型体积,铸件的冷却速度比平面部分要小。由此可以
推论,铸型中被液态金属三面包围的突出部分、型芯以及靠近内浇道附近的铸型部分,由于
有大量金属液通过,被加热到很高温度,吸热能力显著下降,相对应的铸件部分,其温度场
就比较平坦。
二、不同界面热阻条件下的温度场
1铸件在绝热铸型中凝固
砂型、石膏型、陶瓷型、熔模铸造等铸型材料的热导率远小于凝固金属的热导率,可统
称为绝热铸型。因此,在凝固传热中,金属铸件的温度梯度比铸型中的温度梯度小得多。相
对而言,金属中的温度梯度可忽略不计。
实际金属比上述现象复杂得多,因为工业应用的金属主要是合金,而且是多元合金;原9
材料中存在多种多样的杂质,有些杂质的化学分析值虽然不高,甚至低于10-4数量级,但
其原子数仍是惊人的;在熔化过程中,金属与炉气、熔剂、炉衬的相互作用还会吸收气体带
进杂质,甚至带入许多固、液体质点。因此,实际金属的液态结构是非常复杂的。它也存在
着游动原子集团、空穴以及能量起伏,在原子集团和空穴中溶有各种各样的合金元素及杂质
元素,由于化学键力和原子间结合力的不同,还存在着浓度起伏以至成分和结构不同的游动
原子集团。