1液态金属的结构与性质
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第一章 液态金属的结构与性质 25
（二） 粘度在材料成形中的意义
先引入运动学粘度及雷诺数的概念： 运动学粘度为动力学粘度除以密度，即：
/
运动学粘度ν—— 适用于较大外力作用下的水力学流动，此时由于
外力的作用，液体密度对流动的影响可以忽略（当采用了运动学粘度 系数ν之后，ν金和ν水两者近于一致。例如铸件浇注系统的设计计算时，
气体： 完全无序为特征
—— 分子、原子不停地作无规律运动
第一章 液态金属的结构与性质 9
液体：
长 程 无 序(Short Range Ordering)
—— 不具备平移、对称性；
近 程 有 序(Short Range Ordering)
—— 相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停
“游荡”着的局域有序的原子集团，液体结构
第一章 液态金属的结构与性质
1
第一节 引言
第二节 液态金属的结构 第三节 液态合金的性质
第四节 液态金属的充型能力
第一章 液态金属的结构与性质 2
第一节 引言
一、 液体的分类 二、 液体的表观特征 三、 液体的结构、性质与材料成形的关系
第一章 液态金属的结构与性质
3
一、 液体的分类
按液体的构成类型和内部作用力可分为： 原子液体（如液态金属、液化惰性气体） 分子液体（如极性与非极性分子液体） 离子液体（如各种简单的及复杂的熔盐）
第一章 液态金属的结构与性质 24
U —— 为无外力作用时原子之间的结合能
合金组元（或微量元素）对合金液粘度的影响：
M-H（Moelwyn-Hughes）模型：
Hm ( X 11 X 22 ) 1 2 RT
η1——纯溶剂的粘度； η2——溶质的粘度；X1、X2 分别为 若混合热 H m 为负值，合金元素的增加会使合金 若溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液 表面活性元素（如向 Al-Si合金中添加的变质元素Na） 液的粘度上升（ Hm为负值表明反应为放热反应， 纯溶剂和溶质的在溶液中的 mole分数，R为气体常数，Hm 使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提 的粘度将会明显高于纯溶剂金属液的粘度，因为合 异类原子间结合力大于同类原子，因此摩擦阻力及 为两组元的混合热。 粘度随之提高） 高。 金液中存在异类原子间较强的化学结合键。
第一章 液态金属的结构与性质
16
三、 液态金属结构的理论模型
（一） 无规密堆硬球模型
（二） 液态金属结构的晶体缺陷模型 （三） 液体结构及粒子间相互作用的理论描述
（四） 实际液态金属的微观特点
第一章 液态金属的结构与性质
17
（二） 液态金属结构的晶体缺陷模型
液体的缺陷模型与几乎与每一种固体金属的晶体
第一章 液态金属的结构与性质
30
影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧
在铸造合金熔炼及焊接过程中，这些冶金化学反应均是
在金属液与熔渣的界面进行的，金属液中的杂质元素及熔渣 中反应物要不断地向界面扩散，同时界面上的反应产物也需 离开界面向熔渣内扩散。这些反应过程的动力学（反应速度 和可进行到何种程度）受到反应物及生成物在金属液和熔渣 中的扩散速度的影响，金属液和熔渣的动力学粘度η低则有 利于扩散的进行，从而有利于脱去金属中的杂质元素。
15
二、 由物质熔化过程认识液体结构
物质熔化时体积变化﹑熵变(及焓变)一般均不大（见表1-
1），金属熔化时典型的体积变化Vm/VS（Vm为熔化时的体积
增量）为3~５%左右，表明液体的原子间距接近于固体，在
熔点附近其混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
金属熔化潜热Hm比其气化潜热Hb小得多（表1-2），为 1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
完全可以按水力学原理来考虑） 。
动力学粘度η—— 在外力作用非常小的情况下适用，如夹杂的上浮
过程和凝固过程中的补缩等均与动力粘度系数η有关。
第一章 液态金属的结构与性质
26
流态对流动阻力的影响：
根据流体力学：当雷诺数Re＞2300时为紊流，Re＜2300时为层流 圆形管道：
Re
f 为流动阻力系数：
第一章 液态金属的结构与性质
4
二、 液体的表观特征
具有流动性 （液体最显著的性质）； 可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状 （类
似于气体，不同于固体）；
不能够象固体那样承受剪切应力，表明液体的原子 或分子之间的结合力没有固体中强 （类似于气体，
不同于固体）；
具有自由表面 （类似于固体，不同于气体）； 液体可压缩性很低 （类似于固体，不同于气体）。
缺陷相对应，诸如点阵空位、位错和晶界等模型。 空穴模型： 金属晶体熔化时，在晶体网格中形成大 微晶模型液态金属可以看成是一种被位错芯严重破 ： 液态金属有很多微小晶体和面缺陷组 位错模型： 量的空位，从而使液态金属的微观结构失去了长程有 成，在微晶体中金属原子或离子组成完整的晶体点 坏的点阵结构。在特定的温度以上，在低温条件下不 序性。大量空位的存在使液态金属易于发生切变，从 含位错的固体点阵结构由于高密度位错的突然出现而 阵，这些微晶体之间以界面相连接。 而具有流动性。随着液态金属温度的提高，空位的数 量也不断增加，表现为液态金属的粘度减小。 变成液体。
19
第一章 液态金属的结构与性质
第三节 液态合金的性质
一、液态合金的粘度 二、液态合金的表面张力
第一章 液态金属的结构与性质
20
一、液态合金的粘度
（一） 液态合金的粘度及其影响因素
（二） 粘度在材料成形中的意义
第一章 液态金属的结构与性质
21
（一）液态合金的粘度及其影响因素 1. 液体粘度的定义及意义
第一章 液态金属的结构与性质
14
配位数N1：表示参考原子周围最近邻（即第一壳层） 的原子数。
配位数 N1 的求法：RDF第一峰之下的积分面积；
N1
rm
r0
2 4 g ( r ) r dr 0
N1 与 r1 一起，被认为是液体最重要的结构参数，因 为它们描绘了液体的原子排布情况。
第一章 液态金属的结构与性质
o
δ
τ
V1 V2 V3 V4 V5
X
粘度的物理意义可视为：作 表述为：液体流动的速度梯度 τ—— 平行于X方向作用于液体表面 要产生相同的 dV /dy，液体
......
Yห้องสมุดไป่ตู้
外力作用于液体表面各原子层速度
第一章 液态金属的结构与性质
23
2.
粘度的影响因素
2kT U 0 exp k T B
金属液各种精炼工艺，希望尽可能彻底地脱去金属 2 g ( m B )r 2
完全凝固前排除出去，否则易形成夹杂或气孔，破坏 金属的连续性。而夹杂物和气泡的上浮速度与液体的 粘度成反比（流体力学的斯托克斯公式）。
粘度(Viscosity)表达式：
3
粘度的影响因素： K b —— Bolzmann常数；
粘度 η随原子间结合能 U按指数关系增加，这可 η 与温度 T的关系受两方面（正比的线性关系和 粘度随原子间距 δ 增大而降低（成反比）。实际 τ0 —— 为原子在平衡位置的振动周期（对液态金属约为 以理解为，液体的原子之间结合力越大，则内摩 金属液的原子间距 δ也非定值，温度升高，原子 负的指数关系）所共同制约，通常，总的趋势随 10-13秒） 擦阻力越大，粘度也就越高； δ —— 液体各原子层之间的间距 热振动加剧，原子间距增大， 温度 T而下降（见图 1-9）； η 随之下降；
在薄壁铸件的铸造过程
中，流动管道直径较小，雷
诺数值小，流动性质属于层
流。此时，为降低液体的粘
度应适当提高过热度或者加
入表面活性物质等。
第一章 液态金属的结构与性质
29
影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向
由于凝固收缩形成 压力差而造成的自然对流 均属于层流性质，此时粘 度对流动的影响就会直接 影响到铸件的质量。
2. 粘度的影响因素
第一章 液态金属的结构与性质
22
1. 液体粘度的定义及意义
粘度系数---简称粘度(动力学粘度η)，是根据牛顿提出的
数学关系式来定义的：
Z
d VX dy
X / LT]， 液体粘度量纲为[M 用于液体表面的应力 τ大小与 dVX/dy 与剪切应力 τ成正比。 （ X-Z面） 的外加剪切应力， 内摩擦阻力越大，即 η越大， 常用单位为 Pa· S 或 mPa· S。 垂直于该平面方向上的速度 通常条件下，所有的液态金属符 V X——液体在X方向的运动速度， 所需外加剪切应力也越大。 梯度的比例系数。 合牛顿定律，被称为牛顿液体。 dV X/dy——表示沿Y方向的速度梯度。
第一章 液态金属的结构与性质
31
影响精炼效果及夹杂或气孔的形成
9 液中的非金属夹杂物（如各种氧化物及硫化物等）和
气体，无论是铸件型腔中还是焊接熔池中的金属液， 粘度 η较大时，夹杂或气泡上浮速度较小，影响精炼效果；铸件及
焊缝的凝固中，夹杂物和气泡难以上浮排除，易形成夹杂或气孔。 残留的（或二次形成的）夹杂物和气泡都应该在金属
第一章 液态金属的结构与性质 5
液 体 性 质
物理性质：熔点（熔化温度区间）、沸点、密
度、粘度、电导率、热导率和扩散系数等； 物理化学性质：等压热容、等容热容、熔化和 气化潜热、表面张力等； 热力学性质：蒸汽压、膨胀和压缩系数及其它
第一章 液态金属的结构与性质
6
三、液体的结构和性质与材料成形的关系
第一章 液态金属的结构与性质
13
径向分布函数 — RDF ： (radical distribution function） RDF = 4πr 2ρo g(r) 表示在 r 和 r + dr 之间的球壳中原子数的多少。
图1－2 稍高于熔点时液态碱金属（Li、 Na、 K、
Rb、 Cs）的径向分布函数 ( RDF )
表现出局域范围的有序性
第一章 液态金属的结构与性质
10
液态金属的衍射结构参数
偶分布函数 g(r)
平均原子间距 r1 径向分布函数 配位数 N1
第一章 液态金属的结构与性质
11
偶分布函数 g(r)
物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子 的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点
r = 0）距离为 r 位置的原子数密度 ρ(r) 对于平均数
流动要比紊流时消耗的能量大。 第一章 液态金属的结构与性质 27
粘度对成形质量的影响
影响铸件轮廓的清晰程度； 影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向； 影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧； 影响精炼效果及夹杂或气孔的形成： 熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡有利。
第一章 液态金属的结构与性质
28
粘度对铸件轮廓的清晰程度的影响
液体的界面张力、潜热等性质 凝固过程的形核及晶体生长的热力学 熔体的结构信息 凝固的微观机制
液体的原子扩散系数、界面张力、传热系数、结晶潜
热、粘度等性质 成分偏析、固-液界面类型及晶体生长方式 热力学性质及反应物和生成物在液相中的扩散速度 铸造合金及焊接熔池的精炼
第一章 液态金属的结构与性质 7
第二节 液态金属的结构
密度ρo（=N/V=粒子数N/体积V体系）的相对偏差。 ρ(r) = ρo g (r)
图1-1 气体、液体、非晶及晶态固体的结构特点及衍射特征
12
第一章 液态金属的结构与性质
平均原子间距 r1：
对液体（或非晶固体），对应于g(r)第一峰 的位置。 r = r1 表示参考原子至其周围第一配位层各 原子的平均原子间距。
D D v
f层
f紊
32 32 Re D
→ ∝η → ∝η0.2
0.092 0.2 0.092 Re 0.2 ( D ) 0.2
显然，流动阻力愈大，在管道中输送相同体积的液体所消耗的能量就
愈大，或者说所需压力差也就愈大。由此可知，在层流情况下的液体
一 、 液体与固体、气体结构比较及衍射特征
二 、 由物质熔化过程认识液体结构
三 、 液态金属结构的理论模型
第一章 液态金属的结构与性质
8
一、液体与固体、气体结构比较及衍射特征 晶体： 平移、对称性特征（长程有序）
—— 原子以一定方式周期排列在三维空间的晶格结 点上，同时原子以某种模式在平衡位置上作热振动
第一章 液态金属的结构与性质 18
（四） 实际液态金属的微观特点
“能量起伏”
“结构起伏”——液体中大量不停“游动”着
的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏
“浓度起伏” ——同种元素及不同元素之间的
原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容
易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现
为游动原子团簇之间存在着成分差异 。
（二） 粘度在材料成形中的意义
先引入运动学粘度及雷诺数的概念： 运动学粘度为动力学粘度除以密度，即：
/
运动学粘度ν—— 适用于较大外力作用下的水力学流动，此时由于
外力的作用，液体密度对流动的影响可以忽略（当采用了运动学粘度 系数ν之后，ν金和ν水两者近于一致。例如铸件浇注系统的设计计算时，
气体： 完全无序为特征
—— 分子、原子不停地作无规律运动
第一章 液态金属的结构与性质 9
液体：
长 程 无 序(Short Range Ordering)
—— 不具备平移、对称性；
近 程 有 序(Short Range Ordering)
—— 相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停
“游荡”着的局域有序的原子集团，液体结构
第一章 液态金属的结构与性质
1
第一节 引言
第二节 液态金属的结构 第三节 液态合金的性质
第四节 液态金属的充型能力
第一章 液态金属的结构与性质 2
第一节 引言
一、 液体的分类 二、 液体的表观特征 三、 液体的结构、性质与材料成形的关系
第一章 液态金属的结构与性质
3
一、 液体的分类
按液体的构成类型和内部作用力可分为： 原子液体（如液态金属、液化惰性气体） 分子液体（如极性与非极性分子液体） 离子液体（如各种简单的及复杂的熔盐）
第一章 液态金属的结构与性质 24
U —— 为无外力作用时原子之间的结合能
合金组元（或微量元素）对合金液粘度的影响：
M-H（Moelwyn-Hughes）模型：
Hm ( X 11 X 22 ) 1 2 RT
η1——纯溶剂的粘度； η2——溶质的粘度；X1、X2 分别为 若混合热 H m 为负值，合金元素的增加会使合金 若溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液 表面活性元素（如向 Al-Si合金中添加的变质元素Na） 液的粘度上升（ Hm为负值表明反应为放热反应， 纯溶剂和溶质的在溶液中的 mole分数，R为气体常数，Hm 使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提 的粘度将会明显高于纯溶剂金属液的粘度，因为合 异类原子间结合力大于同类原子，因此摩擦阻力及 为两组元的混合热。 粘度随之提高） 高。 金液中存在异类原子间较强的化学结合键。
第一章 液态金属的结构与性质
16
三、 液态金属结构的理论模型
（一） 无规密堆硬球模型
（二） 液态金属结构的晶体缺陷模型 （三） 液体结构及粒子间相互作用的理论描述
（四） 实际液态金属的微观特点
第一章 液态金属的结构与性质
17
（二） 液态金属结构的晶体缺陷模型
液体的缺陷模型与几乎与每一种固体金属的晶体
第一章 液态金属的结构与性质
30
影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧
在铸造合金熔炼及焊接过程中，这些冶金化学反应均是
在金属液与熔渣的界面进行的，金属液中的杂质元素及熔渣 中反应物要不断地向界面扩散，同时界面上的反应产物也需 离开界面向熔渣内扩散。这些反应过程的动力学（反应速度 和可进行到何种程度）受到反应物及生成物在金属液和熔渣 中的扩散速度的影响，金属液和熔渣的动力学粘度η低则有 利于扩散的进行，从而有利于脱去金属中的杂质元素。
15
二、 由物质熔化过程认识液体结构
物质熔化时体积变化﹑熵变(及焓变)一般均不大（见表1-
1），金属熔化时典型的体积变化Vm/VS（Vm为熔化时的体积
增量）为3~５%左右，表明液体的原子间距接近于固体，在
熔点附近其混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
金属熔化潜热Hm比其气化潜热Hb小得多（表1-2），为 1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
完全可以按水力学原理来考虑） 。
动力学粘度η—— 在外力作用非常小的情况下适用，如夹杂的上浮
过程和凝固过程中的补缩等均与动力粘度系数η有关。
第一章 液态金属的结构与性质
26
流态对流动阻力的影响：
根据流体力学：当雷诺数Re＞2300时为紊流，Re＜2300时为层流 圆形管道：
Re
f 为流动阻力系数：
第一章 液态金属的结构与性质
4
二、 液体的表观特征
具有流动性 （液体最显著的性质）； 可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状 （类
似于气体，不同于固体）；
不能够象固体那样承受剪切应力，表明液体的原子 或分子之间的结合力没有固体中强 （类似于气体，
不同于固体）；
具有自由表面 （类似于固体，不同于气体）； 液体可压缩性很低 （类似于固体，不同于气体）。
缺陷相对应，诸如点阵空位、位错和晶界等模型。 空穴模型： 金属晶体熔化时，在晶体网格中形成大 微晶模型液态金属可以看成是一种被位错芯严重破 ： 液态金属有很多微小晶体和面缺陷组 位错模型： 量的空位，从而使液态金属的微观结构失去了长程有 成，在微晶体中金属原子或离子组成完整的晶体点 坏的点阵结构。在特定的温度以上，在低温条件下不 序性。大量空位的存在使液态金属易于发生切变，从 含位错的固体点阵结构由于高密度位错的突然出现而 阵，这些微晶体之间以界面相连接。 而具有流动性。随着液态金属温度的提高，空位的数 量也不断增加，表现为液态金属的粘度减小。 变成液体。
19
第一章 液态金属的结构与性质
第三节 液态合金的性质
一、液态合金的粘度 二、液态合金的表面张力
第一章 液态金属的结构与性质
20
一、液态合金的粘度
（一） 液态合金的粘度及其影响因素
（二） 粘度在材料成形中的意义
第一章 液态金属的结构与性质
21
（一）液态合金的粘度及其影响因素 1. 液体粘度的定义及意义
第一章 液态金属的结构与性质
14
配位数N1：表示参考原子周围最近邻（即第一壳层） 的原子数。
配位数 N1 的求法：RDF第一峰之下的积分面积；
N1
rm
r0
2 4 g ( r ) r dr 0
N1 与 r1 一起，被认为是液体最重要的结构参数，因 为它们描绘了液体的原子排布情况。
第一章 液态金属的结构与性质
o
δ
τ
V1 V2 V3 V4 V5
X
粘度的物理意义可视为：作 表述为：液体流动的速度梯度 τ—— 平行于X方向作用于液体表面 要产生相同的 dV /dy，液体
......
Yห้องสมุดไป่ตู้
外力作用于液体表面各原子层速度
第一章 液态金属的结构与性质
23
2.
粘度的影响因素
2kT U 0 exp k T B
金属液各种精炼工艺，希望尽可能彻底地脱去金属 2 g ( m B )r 2
完全凝固前排除出去，否则易形成夹杂或气孔，破坏 金属的连续性。而夹杂物和气泡的上浮速度与液体的 粘度成反比（流体力学的斯托克斯公式）。
粘度(Viscosity)表达式：
3
粘度的影响因素： K b —— Bolzmann常数；
粘度 η随原子间结合能 U按指数关系增加，这可 η 与温度 T的关系受两方面（正比的线性关系和 粘度随原子间距 δ 增大而降低（成反比）。实际 τ0 —— 为原子在平衡位置的振动周期（对液态金属约为 以理解为，液体的原子之间结合力越大，则内摩 金属液的原子间距 δ也非定值，温度升高，原子 负的指数关系）所共同制约，通常，总的趋势随 10-13秒） 擦阻力越大，粘度也就越高； δ —— 液体各原子层之间的间距 热振动加剧，原子间距增大， 温度 T而下降（见图 1-9）； η 随之下降；
在薄壁铸件的铸造过程
中，流动管道直径较小，雷
诺数值小，流动性质属于层
流。此时，为降低液体的粘
度应适当提高过热度或者加
入表面活性物质等。
第一章 液态金属的结构与性质
29
影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向
由于凝固收缩形成 压力差而造成的自然对流 均属于层流性质，此时粘 度对流动的影响就会直接 影响到铸件的质量。
2. 粘度的影响因素
第一章 液态金属的结构与性质
22
1. 液体粘度的定义及意义
粘度系数---简称粘度(动力学粘度η)，是根据牛顿提出的
数学关系式来定义的：
Z
d VX dy
X / LT]， 液体粘度量纲为[M 用于液体表面的应力 τ大小与 dVX/dy 与剪切应力 τ成正比。 （ X-Z面） 的外加剪切应力， 内摩擦阻力越大，即 η越大， 常用单位为 Pa· S 或 mPa· S。 垂直于该平面方向上的速度 通常条件下，所有的液态金属符 V X——液体在X方向的运动速度， 所需外加剪切应力也越大。 梯度的比例系数。 合牛顿定律，被称为牛顿液体。 dV X/dy——表示沿Y方向的速度梯度。
第一章 液态金属的结构与性质
31
影响精炼效果及夹杂或气孔的形成
9 液中的非金属夹杂物（如各种氧化物及硫化物等）和
气体，无论是铸件型腔中还是焊接熔池中的金属液， 粘度 η较大时，夹杂或气泡上浮速度较小，影响精炼效果；铸件及
焊缝的凝固中，夹杂物和气泡难以上浮排除，易形成夹杂或气孔。 残留的（或二次形成的）夹杂物和气泡都应该在金属
第一章 液态金属的结构与性质 5
液 体 性 质
物理性质：熔点（熔化温度区间）、沸点、密
度、粘度、电导率、热导率和扩散系数等； 物理化学性质：等压热容、等容热容、熔化和 气化潜热、表面张力等； 热力学性质：蒸汽压、膨胀和压缩系数及其它
第一章 液态金属的结构与性质
6
三、液体的结构和性质与材料成形的关系
第一章 液态金属的结构与性质
13
径向分布函数 — RDF ： (radical distribution function） RDF = 4πr 2ρo g(r) 表示在 r 和 r + dr 之间的球壳中原子数的多少。
图1－2 稍高于熔点时液态碱金属（Li、 Na、 K、
Rb、 Cs）的径向分布函数 ( RDF )
表现出局域范围的有序性
第一章 液态金属的结构与性质
10
液态金属的衍射结构参数
偶分布函数 g(r)
平均原子间距 r1 径向分布函数 配位数 N1
第一章 液态金属的结构与性质
11
偶分布函数 g(r)
物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子 的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点
r = 0）距离为 r 位置的原子数密度 ρ(r) 对于平均数
流动要比紊流时消耗的能量大。 第一章 液态金属的结构与性质 27
粘度对成形质量的影响
影响铸件轮廓的清晰程度； 影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向； 影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧； 影响精炼效果及夹杂或气孔的形成： 熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡有利。
第一章 液态金属的结构与性质
28
粘度对铸件轮廓的清晰程度的影响
液体的界面张力、潜热等性质 凝固过程的形核及晶体生长的热力学 熔体的结构信息 凝固的微观机制
液体的原子扩散系数、界面张力、传热系数、结晶潜
热、粘度等性质 成分偏析、固-液界面类型及晶体生长方式 热力学性质及反应物和生成物在液相中的扩散速度 铸造合金及焊接熔池的精炼
第一章 液态金属的结构与性质 7
第二节 液态金属的结构
密度ρo（=N/V=粒子数N/体积V体系）的相对偏差。 ρ(r) = ρo g (r)
图1-1 气体、液体、非晶及晶态固体的结构特点及衍射特征
12
第一章 液态金属的结构与性质
平均原子间距 r1：
对液体（或非晶固体），对应于g(r)第一峰 的位置。 r = r1 表示参考原子至其周围第一配位层各 原子的平均原子间距。
D D v
f层
f紊
32 32 Re D
→ ∝η → ∝η0.2
0.092 0.2 0.092 Re 0.2 ( D ) 0.2
显然，流动阻力愈大，在管道中输送相同体积的液体所消耗的能量就
愈大，或者说所需压力差也就愈大。由此可知，在层流情况下的液体
一 、 液体与固体、气体结构比较及衍射特征
二 、 由物质熔化过程认识液体结构
三 、 液态金属结构的理论模型
第一章 液态金属的结构与性质
8
一、液体与固体、气体结构比较及衍射特征 晶体： 平移、对称性特征（长程有序）
—— 原子以一定方式周期排列在三维空间的晶格结 点上，同时原子以某种模式在平衡位置上作热振动
第一章 液态金属的结构与性质 18
（四） 实际液态金属的微观特点
“能量起伏”
“结构起伏”——液体中大量不停“游动”着
的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏
“浓度起伏” ——同种元素及不同元素之间的
原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容
易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现
为游动原子团簇之间存在着成分差异 。