熔融金屬(合金)與陶瓷相的潤濕性

         對于特種陶瓷材料金屬陶瓷來說，需要考慮的主要問題是如何把兩個以上不同的相結合起來，獲得良好的特種陶瓷材料顯微結構。為此特種陶瓷材料金屬(合金)相和陶瓷相必須考慮熔融金屬(合金)與陶瓷相的潤濕性：
       特種陶瓷材料 熔融金屬(合金)與陶瓷相的潤濕性要良好。簡單地說，就是特種陶瓷材料液體在固體表面要能充分展開。液態金屬對固態陶瓷的潤濕程度可小來表示。當θ=180℃時，完全不潤濕；當θ=0℃時，則完全濕潤。其他介于兩者之間。

        對于特種陶瓷材料陶瓷相被熔融金屬濕潤時表面張力進行向量分析可得：σsv-σsl=σlvcosθ
        特種陶瓷材料式中σsv、σsl、σlv分別為固一氣界面、固一液界面和液一氣界面的表面張力，亦分別稱為特種陶瓷材料固相的表面能，特種陶瓷材料固液相界面能和液相的表面張力。如果σlv>σsv，則p不能為零。這就給特種陶瓷材料金屬一氧化物系金屬陶瓷帶來一個困難。因為適于這個體系的許多純金屬，其σlv總是大于氧化物的表面能σsv，所以不可能獲得完全的潤濕。雖然當σlv≤σsv時，口可以為零，但要使液體在固體表面上鋪展，只有鋪展系數為負時才能達到。特種陶瓷材料鋪展系數的定義如式所示：SLs=σsv-(σsl+σlvcosθ)
    根據式在特種陶瓷材料三個界面能中，如果其中兩個不變，只變化另一個，結果如表保持兩個界面能不變，變化另一個界面能時對接觸角的影響。

         降低特種陶瓷材料液相的表面張力礦。是改善特種陶瓷材料液相對同相潤濕性常常采用的方法，因為這個方法比較容易實現，只需往特種陶瓷材料液相中添加某種適當的添加劑。但從表看出，只有當起始潤濕角小于90。時降低液相的表面張力σlv才能使液相對同相的潤濕性得到改善。，如果該體系開始就不潤濕，那么僅僅降低σlv，反而會使θ變大，液相更容易從坯體中滲出。
        降低特種陶瓷材料固相的表面能σsl在任何情況下都會使潤濕角增大。只有當σsl增大時，θ才能變小。同相中少量的雜質，或同相表面少量氣體的吸附常會降低使潤濕性變壞，這是必須注意的。
        降低特種陶瓷材料固液界面能可改善潤濕性。對原來就不潤濕的體系，這是僅能采取的措施。在液相中添加某種元素雖然能改變液相的表面張力，但也能改變固液界面能。有時，添加了某一元素之后，特種陶瓷材料液相的表面張力并小變化，但卻能降低界而能盯舭。例如在Fe中添加Ti，在Ni巾添加Cr與Ti，液相本身的表面張力并不發生變化，但降低了液相與Al2O3問的界面能。在液像中添加某一元素降低同液界面能的情況。
        特種陶瓷材料在同液界面發生的優先吸附和固液界面所產生的擴散過程是改變σsl的另一重要機制。例如，當熔融的Fe、co、Ni潤濕石墨時，由于碳溶解于液態金屬中，會使界面能升高，潤濕角變大。
        注：①該項中l——將液態純金屬滴在石墨上；
        2——將金屬與石墨接觸著加熱；
        3——將金屬與石墨接觸，迅速(50℃／rain)加熱