显然,根据形成表面张力的原因可以推知,不仅在上述的液气界面, 而且在所有两相界面,如固气、液固、液液上都存在表面张力。故广义地说,表面 张力应称为界面张力,可分别用σ固气 、σ液固 、σ液液 表示之,不特别指明时,通常皆指 与气相的界面张力。 衡量界面张力的标志是润湿角θ,它与界面张力的关系由杨氏方程决定。 式(112)称为杨氏方程式,可以看出,接触 θ的值与各界面张力的相对值有关,如图110。 ①σSG>σLS时,cosθ为正值,即θ<90°。通θ为锐角的情况,称为液体能润湿固体。θ= ,液体在固体表面铺展成薄膜,称为完全。 程传热特征的各物理量之间的方程式,即铸件和铸型的温度场数学模型并加以求解。目前数 值模拟方法日臻完善,应用范围也在进一步拓宽。在实现温度场模拟的同时,还能对工艺参 数进行优化、宏观及微观组织的模拟等。但从三者的联系上看,数学解析法得到的基本公式 是进行数值模拟的基础,而实验测定温度场对具体的实际凝固问题有的作用,也是 验证理论计算的必要途径。 一、数学解析法 应该指出,铸件在铸型中的凝固和冷却过程是非常复杂的。这是因为,它是一个不 稳定的传热过程,铸件上各点的温度随时间而下降,而铸型温度则随时间上升;其次,铸件 的形状各种各样,其中大多数为三维的传热问题; 因为空穴数目的增加不可能是突变的。因此,对于这种突变,应当理解为金属已熔化,已由固态变为 液态,发生状态改变造成的。从图11可以看出,假设在熔点附近原子间距达到了R1,原 子具有很高的能量,很容易超过势垒而离位。但是在相邻原子引力作用下,仍然要向平 衡位置运动。虽然此时离位原子和空穴大为增加,金属仍表现为固体性质。若此时从外界供 给足够的能量———熔化潜热,使原子间距离超过R1,原子间的引力急剧减小,从而造成原 子结合键突然破坏,金属则从固态进入熔化状态。