二元金属液体�锆-铋自由表面短程湿润的微观观察:X射线反射率与平方梯度理论研究

我们报告了对二元液态金属�锆-铋(Ga-Bi)自由表面湿润的X射线反射率研究,研究范围为该二进制液体金属在发生浓度分离为富铋相和富�锆相的区域。测量结果揭示了在浓度分离后,富铋相(低表面张力相)湿润薄膜微观结构随着沿bulk相图不同路径演化的过程。表面势能偏好富铋相,而重力势能在表面偏好富铋相,这两者共同决定了两种分离液态金属相界面在接近自由表面时的定位。通过这种方式,我们能够在Å级分辨率上解析该界面,并将均场平方梯度模型扩展于以热激发 Capillary 波为主导的热力学波动。该梯度模型唯一的自由参数——即所谓的影响参数$\kappa$——由我们的测量确定。依据计算的液/液界面张力,我们能够区分固有贡献与毛细波贡献对界面结构的影响,估计热力学波动仅对观察到的短程完全湿润现象有微弱影响。在该二进制金属合金中,似乎不存在对热力学波动敏感的临界湿润相变。