金属熔体/陶瓷固体的润湿性研究在金属/陶瓷复合材料制备、金属/陶瓷焊接、钢液除杂等领域意义重大。金属熔体/陶瓷固体体系的润湿性受多种因素的影响，东北大学苗鹏、刘铁等人从润湿过程机制、润湿性表征方法和润湿性影响因素三个方面，综述了金属熔体/陶瓷固体润湿性的实验研究进展，并提出了发展方向。

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(1)根据金属熔体与陶瓷基板间是否发生影响润湿性的化学反应将润湿体系分为：非反应性润湿与反应性润湿体系。

(2)金属熔体/陶瓷固体间润湿性影响因素：非反应性润湿通常受体系本身性质、基板表面情况及气氛条件的影响，而反应性润湿除以上因素还受到一些其他因素的影响，如温度、活性元素的添加、外场的施加等。

(3)金属熔体/陶瓷基板间润湿性的影响：随着温度的提高，非反应性润湿体系的金属熔体的粘度和表面张力降低，反应性润湿体系界面处的溶解、扩散及反应会增强，所以体系的润湿性应该提高；对于反应性润湿体系，提高温度通过促进反应进而提高金属熔体在陶瓷基板上的润湿性。

(4)气氛对金属熔体/陶瓷基板间润湿性的影响：氧气、惰性气体等气氛环境对金属熔体在陶瓷基板上的润湿性有重要的影响，其中氧气的作用效果尤为显著。由于金属熔体极易氧化，氧化膜不仅会改变金属熔体的表面能，也会抑制金属熔体在基底表面的铺展，还会改变固/液界面原子间的相互作用和界面反应，从而显著影响润湿性。

(5)外场对金属熔体/陶瓷基板间润湿性的影响：通过施加外场，如强磁场、电场及超声波场来调控金属熔体/陶瓷间的润湿性，并取得显著的效果。

年，润湿科学研究的先驱者ThomasYoung提出表征平衡态固-液-气三相界面能与接触角间的平衡方程（式1），并沿用至今。接触角为固、液、气三相交汇处固/液界面和液/气界面的切线之间液体内部的夹角（图1）。

σsv=σsl+σlvcosθ　　（1）

其中，σsv、σsl和σlv分别表示固/气、固/液和液/气界面能，θ为接触角，θ范围为0°~°，接触角大于90°时润湿性较差（不润湿），而接触角小于90°时润湿性良好（润湿）。式(1)成立是基于基板表面为理想表面（表面光滑，均质，刚性，惰性）且固-液-气三相在交汇处力学平衡。

图1润湿系统示意图

Fig.1Schematicdiagramofwettingsystem

根据金属熔体与陶瓷基板间是否发生影响润湿性的化学反应将润湿体系分为2类，非反应性润湿与反应性润湿体系（图2），固/液界面处是否有反应层生成为两种类型润湿体系最明显的区别。非反应性润湿一般为物理润湿，通常受到重力、毛细力、表面张力、毛细作用以及粘滞力的影响。而反应性润湿与活性元素的吸附、基板的溶解、液/固界面的扩散、反应以及化合物的生成等密切相关。可见，两种类型润湿的润湿机制差别较大，且非反应性润湿两相间的结合力远小于反应性润湿，所以两种类型的研究及发展方向差别较大甚至相反。

图2非反应性润湿与反应性润湿体系

Fig.2Non-reactiveandreactivewettingsystems

最常见的研究基板表面情况对润湿性和接触角迟滞现象影响的模型为Wenzel模型，Cassie模型和混合模型，如图3所示。

图3Wenzel模型，Cassie模型，混合模型，复合（非均质）材料表面润湿

Fig.3Wenzelmodel,Cassiemodel,Mixedmodeland

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