熔融金属(合金)与陶瓷相的润湿性

         对于特种陶瓷材料金属陶瓷来说，需要考虑的主要问题是如何把两个以上不同的相结合起来，获得良好的特种陶瓷材料显微结构。为此特种陶瓷材料金属(合金)相和陶瓷相必须考虑熔融金属(合金)与陶瓷相的润湿性：
       特种陶瓷材料 熔融金属(合金)与陶瓷相的润湿性要良好。简单地说，就是特种陶瓷材料液体在固体表面要能充分展开。液态金属对固态陶瓷的润湿程度可小来表示。当θ=180℃时，完全不润湿；当θ=0℃时，则完全湿润。其他介于两者之间。

        对于特种陶瓷材料陶瓷相被熔融金属湿润时表面张力进行向量分析可得：σsv-σsl=σlvcosθ
        特种陶瓷材料式中σsv、σsl、σlv分别为固一气界面、固一液界面和液一气界面的表面张力，亦分别称为特种陶瓷材料固相的表面能，特种陶瓷材料固液相界面能和液相的表面张力。如果σlv>σsv，则p不能为零。这就给特种陶瓷材料金属一氧化物系金属陶瓷带来一个困难。因为适于这个体系的许多纯金属，其σlv总是大于氧化物的表面能σsv，所以不可能获得完全的润湿。虽然当σlv≤σsv时，口可以为零，但要使液体在固体表面上铺展，只有铺展系数为负时才能达到。特种陶瓷材料铺展系数的定义如式所示：SLs=σsv-(σsl+σlvcosθ)
    根据式在特种陶瓷材料三个界面能中，如果其中两个不变，只变化另一个，结果如表保持两个界面能不变，变化另一个界面能时对接触角的影响。

         降低特种陶瓷材料液相的表面张力矿。是改善特种陶瓷材料液相对同相润湿性常常采用的方法，因为这个方法比较容易实现，只需往特种陶瓷材料液相中添加某种适当的添加剂。但从表看出，只有当起始润湿角小于90。时降低液相的表面张力σlv才能使液相对同相的润湿性得到改善。，如果该体系开始就不润湿，那么仅仅降低σlv，反而会使θ变大，液相更容易从坯体中渗出。
        降低特种陶瓷材料固相的表面能σsl在任何情况下都会使润湿角增大。只有当σsl增大时，θ才能变小。同相中少量的杂质，或同相表面少量气体的吸附常会降低使润湿性变坏，这是必须注意的。
        降低特种陶瓷材料固液界面能可改善润湿性。对原来就不润湿的体系，这是仅能采取的措施。在液相中添加某种元素虽然能改变液相的表面张力，但也能改变固液界面能。有时，添加了某一元素之后，特种陶瓷材料液相的表面张力并小变化，但却能降低界而能盯舭。例如在Fe中添加Ti，在Ni巾添加Cr与Ti，液相本身的表面张力并不发生变化，但降低了液相与Al2O3问的界面能。在液像中添加某一元素降低同液界面能的情况。
        特种陶瓷材料在同液界面发生的优先吸附和固液界面所产生的扩散过程是改变σsl的另一重要机制。例如，当熔融的Fe、co、Ni润湿石墨时，由于碳溶解于液态金属中，会使界面能升高，润湿角变大。
        注：①该项中l——将液态纯金属滴在石墨上；
        2——将金属与石墨接触着加热；
        3——将金属与石墨接触，迅速(50℃／rain)加热