显然,根据形成表面张力的原因可以推知,不仅在上述的液气界面,
而且在所有两相界面,如固气、液固、液液上都存在表面张力。故广义地说,表面
张力应称为界面张力,可分别用σ固气 、σ液固 、σ液液 表示之,不特别指明时,通常皆指
与气相的界面张力。
衡量界面张力的标志是润湿角θ,它与界面张力的关系由杨氏方程决定。
式(112)称为杨氏方程式,可以看出,接触
θ的值与各界面张力的相对值有关,如图110。
①σSG>σLS时,cosθ为正值,即θ<90°。通θ为锐角的情况,称为液体能润湿固体。θ=
,液体在固体表面铺展成薄膜,称为完全。
(5)表面张力 表面张力对薄壁铸件、铸件的细薄
部分和棱角的成型有影响。型腔越细薄,棱角的曲率半
径越小,表面张力的影响越大。为克服附加压力的阻碍,
必须在正常的充型压头上增加一个附加压头h。
因此,为提高液态金属的充型能力,在金属方面可
采取以下措施。
(1)正确选择合金的成分 在不影响铸件使用性能的情况下,可根据铸件大小,厚薄和
铸型性质等因素,将合金成分调整到实际共晶成分附近,或选用结晶温度范围小的合金。对
某些合金进行变质处理使晶粒细化,也有利于提高其充型能力。
② 晶体缺陷模型 包括微晶模型、空穴模型、位错模
或综合模型等,假设液态金属同样存在与固相类似的晶
缺陷,能定性地解释过热度不大的液态金属结构特征
接受。该模型认为,液态金属中存在 “能量起伏”和 “结
处于热运动的原子能量有高有低,同一原子的能量也随时
间不停变化,时高时低,这种现象称之为 “能量起伏”。另一方面,液态金属中存在由大量
不停 “游动”着的原子集团组成,集团内为某种有序结构,处于集团外的原子则处于散乱的
无序状态;并且这些原子集团不断的分化组合,时而长大,时而减小,时而产生,时而消失。