2017年3月 CIESC Journal ·1122· March 2017第68卷 第3期 化 工 学 报 Vol.68 No.3
DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20160946
Wood液态合金在NaOH溶液中的电化学反应及表面张力变化行为
张国堤，李富祥，陈剑虹，曹睿，林巧力
（兰州理工大学材料科学与工程学院，省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，甘肃 兰州 730050）
摘要：通过改变液体金属在NaOH溶液中所处的环境介质，利用石墨电极对其施加电场，研究了液态金属的表面
张力、界面电化学反应、氧化膜的产生、溶液中电润湿等动态过程。实验发现Wood合金液滴在阳极发生电化学
反应产生的氧化膜会迅速减小表面张力并发生铺展，在阴极发生还原反应会使带氧化膜的金属在3 s内恢复到原状，电毛细作用力使氧化膜破裂，各氧化物与NaOH反应产生Sn(OH)62−、SnO32−、SnO22−、PbO32−、Cd(OH)42−使溶
液的颜色发生改变，溶液中生成Bi2O3-Bi(OH)3白色共聚物。薄膜电介质层润湿和溶液中电润湿机理在本质上相同，
表面张力随着电压的增大而减小并发生明显的电润湿铺展过程，但由于金属液滴通过电化学反应所能吸附的OH−
数量有限，润湿角存在饱和性。
关键词：氧化；还原；电化学；界面张力；电解质；微流体学
中图分类号：O 646 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2017）
03—1122—07 Electrochemical reaction and surface tension change of Wood liquid alloy in
NaOH solution
ZHANG Guodi, LI Fuxiang, CHEN Jianhong, CAO Rui, LIN Qiaoli
(State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metal, College of Material Science and Engineering,
应变速率对AZ61镁合金动态再结晶行为的影响
杨续跃;张之岭;张雷;吴新星;王军
【摘 要】The deformation and dynamic recrystallization behavior of
magnesium alloy AZ61 were studied at 623 K and 3 × 10-5-3 × 10-1 s-1 by
optical and SEM/EBSD metallographic observation. The results show that
the flow stresses and the dynamic recrystallization behavior are dependent
on strain rates. With the increase of the strain rate, the strain rate
sensitivity becomes weaker for steady state stresses while the strain rate
sensitivity for the peak stress decreases firstly then increases obviously.
Increasing strain rate can accelerate the process of dynamic
recrystallization and the development of coarse {1012} twins which are
harmful to get a complete recrystallization structure leading to the
decrease of fractional recrystallization. Bulging mechanism for dynamic
近年来，随着能源供求的紧张、不可再生能源的大
量消耗，能源危机逐渐凸显。为节约能源，各国对新材
料的需求更加迫切，尤其是轻合金材料，如镁及镁合金
材料。镁合金具有密度小、比强度高等优点，是目前工
业应用中最轻的工程材料［1］。然而，镁合金为密排六方
结构，与其它合金相比结构对称性低，因此成形性较差，
从而限制镁合金特别是变形镁合金在工业上的应用。
动态再结晶（DRX）是在热塑性变形过程中发生的
再结晶［2］，作为一种重要的软化和晶粒细化机制，动态
再结晶对控制镁合金变形组织、改善塑性成形能力以
及提高材料力学特性具有十分重要的意义。镁合金动
态再结晶随合金变形方式的不同存在一定的差异，因
此，系统研究其动态再结晶形核与晶粒长大的规律，完
善镁合金的塑性变形理论体系，并利用动态再结晶细
化晶粒的原理有效控制镁合金的组织和性能，将在生
产中具有极为重要的应用价值［3-6］。简述了当今国内
外现有的镁合金动态再结晶机制和变形温度、变形速
率、变形程度以及稀土元素对镁合金动态再结晶的
影响。
1影响因素
通常镁合金塑性变形过程中变形温度、应变速率、应变量的改变和稀土元素的添加都会影响塑性变形机
制，因此，会对动态再结晶的行为造成影响［7］。
1.1变形温度的影响
变形温度是通过改变位错密度的累积速率影响DRX形核和长大，随着温度的升高、原子的扩散、位错
的交滑移和晶界的迁移得到加强，变形的临界切应力
减小［8-9］。合金中原子的热振荡加剧、扩散速率增大、
位错的运动（滑移、攀移、交滑移）及位错缠结滑动比低
温时更容易，使动态再结晶的形核率增大，晶界的迁移
能力明显增强，因此，提高变形温度可以促进镁合金动
态再结晶的发生［10］。
何运斌等［11］对热变形中的ZK60镁合金研究后
发现，变形温度增加时，试样的平均动态再结晶体积
分数增大，合金变形更加均匀。S.M.Fatemi-Var⁃zaneh，A.Zarei-Hanzaki等在对AZ31镁合金动态再结
晶的研究中指出，在试验温度范围内，试样的组织随非
- 1 - 液体内电场对折射率的影响
液体内电场对折射率的影响一直是物理学家们长期关注的课题。折射率是指光线穿过特定介质时，其定向能量的改变程度。它受到多种因素的影响，其中包括温度、张力、外加的电场等。
本文研究的是电场对液体介质中光的折射率的影响。液体电场的影响是由其能量或速度的变化所引起的。据研究表明，电场的加入会显著改变折射率，从而使入射在特定频率的光发生变化。
以前的研究表明，电场对折射率的影响是积极的，可以显著提高折射率、反射率、透射率等特性。其中，电场对液体介质中的折射率的影响最为明显，而其他特性下降更加缓慢。
接下来，利用非线性有限元技术建立电场对液体介质中光折射率的非线性模型，得到电场对折射率的影响规律。该模型结果表明，随着电场的增大，折射率的增大速率也会增大，直至达到一个“最佳”值。
此外，本研究还探讨了液体内电场的结构及性质的影响，结果表明，液体内的电场的结构和性质对折射率有不同的影响。当液体介质中的电场结构偏向朗道状态，折射率会受到显著影响并发生变化，当电场变化幅度较小时，折射率的变化则较小。
最后，本研究还综述了电场在折射率的影响机制，发现当电场加入时，由于液体分子的内部电子运动会发生变化，从而促进光波的变换，最终改变折射率。
综上所述，电场对液体介质中光折射率的影响是积极的，由于电 - 2 - 场变化幅度的增大，折射率也会发生变化，其中液体内电场的结构和性质会对折射率造成不同的影响，通过电场促使液体分子内部电子运动发生变化，从而改变液体介质中光折射率。因此，本研究对液体内折射率的精准测量和调控具有重要的指导意义，为后续研究液体介质中光的折射率提供了基础性的理论依据。
