表面偏析英文解釋翻譯、表面偏析的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 surface segregation

分詞翻譯：

表面的英語翻譯：

surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface

偏析的英語翻譯：

【化】 segregation

專業解析

表面偏析（Surface Segregation）是材料科學和表面化學中的重要現象，指在多組分材料（如合金、陶瓷或高分子複合材料）中，某一特定組分的原子、離子或分子在材料表面或界面處的濃度顯著高于其在材料體相（内部）的平均濃度的過程。這是一種由熱力學驅動力主導的表面富集現象。

一、中英文術語定義

中文全稱：表面偏析
英文全稱：Surface Segregation
核心定義：溶質原子或分子在材料表面層自發富集，導緻表面成分與體相成分發生偏離的現象。其驅動力主要來自降低系統總表面能的熱力學平衡過程。

二、發生機制與驅動因素

表面能最小化：不同原子具有不同的表面能。低表面能組分會優先遷移至表面，以降低系統總能量（Gibbs吸附原理）。例如，合金中表面能較低的金屬（如金在銅中）易發生偏析。
原子尺寸效應：尺寸不匹配的溶質原子在體相中會引起晶格畸變能。遷移至表面可釋放這部分應變能。
化學鍵合差異：溶質原子與基體原子的鍵合強度差異影響其遷移傾向。弱鍵合原子更易偏析。
溫度與濃度：高溫通常促進擴散而加劇偏析，但極高溫度可能因熵效應減弱偏析程度。初始體相濃度越高，表面富集潛力越大。

三、主要影響與應用領域

催化性能：偏析可調控催化劑表面活性位點的組成與分布（如鉑合金中鉑的表面富集提升催化活性）。
材料腐蝕與氧化：特定元素偏析（如鉻在不鏽鋼表面形成鈍化膜）可增強抗腐蝕性，但有害元素偏析（如硫在鎳基合金）會加速劣化。
界面結合與塗層：影響複合材料界面結合強度及塗層附着力，需通過工藝控制偏析行為。
半導體器件：雜質在矽表面的偏析影響電子器件的電學性能和可靠性。

四、相關概念辨析

晶界偏析 (Grain Boundary Segregation)：發生在多晶材料的晶界處，機制與表面偏析類似，但空間位置不同。兩者常并存且相互影響。
表面富集 (Surface Enrichment)：與表面偏析常互換使用，但更廣義，可包含非平衡态過程。

權威參考來源：

Callen, H. B. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics (2nd ed.). Wiley. ISBN 0-471-86256-8. (經典熱力學教材，闡釋Gibbs吸附與表面能原理)
Elsevier. Encyclopedia of Materials: Science and Technology. "Surface Segregation"條目. DOI: 10.1016/B0-08-043152-6/01900-3 (綜合性材料科學百科，涵蓋機制與應用詳解)

網絡擴展解釋

表面偏析是材料科學中的一個重要現象，指溶質原子或元素在材料表面層富集或貧化的化學分布不均勻現象。以下從定義、成因、類型及影響等方面詳細解釋：

1.定義與特征

表面偏析是材料表面或界面區域（通常為2-3個原子層厚度）内，特定元素濃度顯著高于或低于材料内部平均值的現象。例如，鋁合金扁鑄錠表面可能出現元素含量差異（），這與凝固速度、金屬流動等因素相關。

2.形成機制

熱力學因素：溶質原子在表面自由能降低的驅動下，通過擴散自發富集于表面（平衡偏析）。例如，合金中活度較高的元素傾向于在晶界或表面聚集（）。
動力學因素：快速冷卻或凝固過程中，溶質原子來不及均勻擴散，導緻非平衡偏析（如焊接熔池快速冷卻時的成分不均）（）。

3.分類

平衡偏析：由化學勢差異主導，達到穩定狀态後不再變化（）。
非平衡偏析：受工藝條件（如溫度梯度、壓力）影響，隨時間可能恢複均勻分布（）。

4.影響因素

材料因素：合金成分、晶界能量、晶體結構缺陷等（）。
工藝條件：溫度、壓力、凝固速度等（）。

5.影響與控制

表面偏析可能改善材料表面性能（如耐腐蝕性），但也可能引發脆性、降低強度。控制方法包括：

優化冷卻速率以減少非平衡偏析；
通過細化晶粒或調整燒結條件促進成分均勻（）。

公式示例（熱力學平衡模型）：

$$ mu_i^{text{surface}} = mu_i^{text{bulk}} + gamma A $$ 其中$mu_i$為化學勢，$gamma$為表面能，$A$為表面積。

如需進一步了解具體合金案例或實驗方法，可參考中的理論模型分析。