表面偏析

表面和界面的偏析是一種在合金或含雜質的材料中常發生的物理現象。這一現象可以顯著地改變材料本身的特性，比如抗氧化、抗腐蝕性。

基本介紹

• 中文名：表面偏析
• 外文名：surface segregation
• 類型：物理現象
• 特點：顯著地改變材料本身的特性
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術

定義

熔融金屬或合金凝固時，體積發生收縮，富集溶質的剩餘溶體沿枝晶通道向凝固較早的區域流動，使該區域最終溶質濃度增加，即偏析由中心向表面遷移，謂之表面偏析。表面和界面的偏析是一種在合金或含雜質的材料中常發生的物理現象。

偏析

合金材料中，溶（雜）原子在界面（如表面晶界）和體內之間重新分布從而導致溶質（雜質）在界面的濃度遠大於體內的濃度，這一現象稱之為偏析。偏析的驅動力乃是降低體系的Gibbs自由能。

生長機理

表面偏析多發生於合金鑄件或鑄錠(鋼錠)中，其生長機理為:合金凝固區域較寬時，因冷卻緩慢形成粗枝晶，且合金中溶解較多氣體，凝固時氣體析出而導致偏析，鑄錠時，中心部分溶質向表面偏析即為一例。採取相應措施可防止表面偏析。

研究證明

研究與試驗證明：表明偏析物的量與總溶質含量成正比，儘管總溶質量己減少;與此同時，溶質表面富集又與正在變化的總溶質呈線性關係上述兩種作用的結果，偏析物的表面濃度與蒸發時間呈漸近線關係。