【摘要】：研究表明，金属原子的体积越大，液态表面张力越小。例如，已知S、P在铸铁中属于表面活性物质，Si对铸铁表面张力没有明显的影响。据研究，在铝硅合金中加入微量钠，能降低其表面张力。此外，微量的Bi、Sb、Li等也能降低铝硅合金的表面张力，它们对共晶硅有细化作用。向奥氏体钢液中加入微量元素B，使表面张力下降，向Cr15Ni25钢中加入的B达到w B≈0.03%～0.1%，能使钢的宏观组织显著变细。图6-5S、P、Si对铸铁液表面张力的影响
研究表明，金属原子的体积越大，液态表面张力越小。多数金属及合金的表面张力随温度升高而降低，即（dσ/d t）＜0，这可用原子间距加大来解释。但铜和铸铁等，温度升高，合金液的表面张力却增大，即（dσ/d t）＞0，其机理尚不清楚；若把合金视为溶液，其中微量元素（杂质和附加合金元素）可视为溶质。一种溶质对某种液态金属的活性程度之影响，可用物理化学中的吉布斯公式来描述：
式中 G——单位液体表面较内部多吸附（或少吸附）的溶质量；
c——溶质浓度；
T——热力学温度；(www.xing528.com)
R——气体常数。
当（dσ/d c）＜0，即溶质增加则表面张力减小时，G＞0，称为正吸附，这时溶质为表面活性物质；反之，（dσ/d c）＞0时，G＜0，称为负吸附，溶质为非活性物质。例如，已知S、P在铸铁中属于表面活性物质，Si对铸铁表面张力没有明显的影响（见图6-5）。据研究，在铝硅合金中加入微量钠，能降低其表面张力。有的研究者认为：钠能在初生硅的表面上吸附，从而阻碍硅的长大，因此有细化初生硅的作用。生产中常用钠盐来变质铝硅合金。此外，微量的Bi、Sb、Li等也能降低铝硅合金的表面张力，它们对共晶硅有细化作用。向奥氏体钢液中加入微量元素B，使表面张力下降，向Cr15Ni25钢中加入的B达到w B≈0.03%～0.1%，能使钢的宏观组织显著变细。
图6-5 S、P、Si对铸铁液表面张力的影响
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