金属的表面现象是指金届物体表面上产生的各种物理化学现象，如吸附、润湿、教着等。体相原子存在一个力场，此力场处于表面上时，不可能突然消失，必然会延伸到界面外的空间中去。这种不饱和的力场，对周围的气体和液体会产生不问程度的吸引作用，从旧使环境介质在固体表面的浓度大于体相中的浓度，这种现象称为吸附。从热力学的观点来看，固体表面上同样存在较高的自内能．而且出于固体没有流动性，不能像液体那样尽量用减小表面积的方法来降低体系的表面白内能，只能靠吸附外部介质来降低表面自出能，使表向处 于更稳定的状屈。
由于金属表面现象的存在，就必然会发生各种表面反应，反应经常发生在界面或者透过界面进入内部进行。其基本过程是：反应物质扩散到界面上一界而上产生吸附作用’界面反应一反应物离开界面或反应物诅过界画向金属内部扩散。
(1)金属表面的不均勺性
由于金属晶体表面状态与内部原子排列存在明显差异，因此金属晶体表面自出能及表面张力与晶体内部不同。表面能量较岗，导致其性能发生变化。另外由于金属表面的微观不均匀性导致金属表面存在不均匀性，这些不均勺件成为表面物理化学变化潜在的 发生点。
①金属表面化学成分不均匀 例如碳钢的渗碳体Fe：c、铸铁中的石墨、工业用铝中的合金元素铁和铜。金属中杂质的电位与基体金属的电位并不相同，这些物质的电位都比基体 的电位正。
②金属组织不均勾 多数金属材料都是多品材料，晶界的电位住往比品粒的负。多相 合余中不同相的电位也不相同。
③应力的不均匀 金属在加工装配过程巾，由于各部分变形不同或应力不同都会引起表卤上产牛电位的差异。通常，变形放大的地方或府力较大的部位电位较负。残余应力可以通过热处理等力法来消除。另外，在微观状态始终存在残余应力，微观残余应力产生的原因有：a出于晶粒的热膨胀、弹性模量酌各向异性以及品粒方位差等；b．晶粒内的醒性形变；G品界处夹杂物、沉淀相以及相交产生的第二相。所以微观残余应力又 叫织构府力。
④各属的能量状态不均匀 表面畸变区的原子处于能量不稳定状态，它们的活动性强，在固相反应和吸附过程中，是主要的活性小心。为此，在陶瓷或粉末冶金等：[艺中，常用球磨等粉碎方法，使粉体细化增加比表面，而且其表而形成—定厚度的表面畸变区，有助于加 速烧结相变反应的发生。
⑤金属表面吸附层或覆盖层不均匀 在膜的孔隙或破裂处的电位通常比较负。这些电位不同的点将形成腐蚀电他的阴极和阳极。因此金属表面潮湿时，只要金属的电位比H或 [)的还原反煎电位负，水中的H或o就会在电位较正的点L还原。
(2)金属界面的结构
金属的界面是指金属中具有不向成分、结构或虽然成分结构相同但晶体位向不同的交界面。通常把凝聚相与气相之间的分界面叫做表面，把凝聚相之间的分界面叫做界面。不同凝聚相之间的分界面称为相界回。同“相的品粒之间的分界面称为晶粒间界，简称晶界。品粒度小到微米以下的品粒称为微品；小到1nm数量级时，则远程有序消失，物 质属于非晶态。
机械加工后的金属表层组织结构如图1—1所示。经过研磨抛光后的表朗，最外层形成厚度为1—100nm的非晶体结构的微晶层(Beilby层)。次层为塑性变形层，其厚度qJ达1一lo”m，在近次 层也可能产生其他变件层，如双晶、相坐、再结晶 层等。
由于表向原子重构、偏析、吸附层、化学层、 缺陷等的存在，金属表面的晶体结构亦发生变化。 加工的方式对表面的组织和表面的损伤区有寅接影响，如磨料的种类(如碳化硅粉、金刚石粉)、颗粒 度、冷却速度以及冷却方式等。经过机械加工的表面在离外表面1—2mm范围，就是严重的形变区。 虽然品格结构与内部差不多，但原子偏离平衡位置非常明显；在20一50mm范围内则为微小形变区。值得注意的是，残留损伤区有时会达到 100mm，残留损伤区的范围由加工方式决定。
金属表层组织示意
(3)金属表面的结构
金属的表面是指金属与周围介质之间的过渡区。表面区不仅包括固体表面的最外几层原子面，如果存在表面吸附层，还应计入这部分空间体积。金属表曲RJ能的构成是：最表面处的普通脏污附着层，如油污或灰伞等；吸附层，如液体或气体分子吸附膜；同微晶
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