（３）铸型中的气体 铸型有一定的发气能力，能在金属液与铸型之间形成气膜，可减小
的摩擦阻力，有利于充型。
根据实验，湿型中加入质量分数小于６％的水和小于７％的煤粉时，液态金属的充型能
高，高于此值时型腔中气体反压力增大，充型能力下降，如图１２２所示。型腔中气体
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反压力较大的情况下，金属液可能浇不进去，或者浇
口杯、顶冒口中出现翻腾现象，甚至飞溅出来伤人。
所以，铸型中的气体对充型能力影响很大。
当使表面增加δｓ面积时，外界对系统所
做的功为δｗ＝σδｓ。外界所做的功仅用于抵抗表面张力而使系统表面积增大所消耗的能量。
该功的大小等于系统自由能的增量，即
δｗ＝σδｓ＝δｆσ＝δｆδｓ（１１１）
由此可知，表面自由能即单位面积上的自由能。由于表面自由能可表达为力与位移的乘
积，因此，［σ］＝ｊｍ２＝ｎ·ｍｍ２ ＝ｎｍ
这样，σ又可理解为物体表面单位长度上作用着的力，即表面张力。表面自由能与表面
张力在数值上是相同的，它们是从不同角度描述了同一现象。但在习惯上往往都采用表
面张力这个名词。
３表面张力引起的附加压力
假设液体中有一半径为ｒ的球形气泡，
由于液体表面张力造成了指向内部的力ｐ
（图１１３）。若将球的体积增大δｖ，则必须
克服阻力ｐ而对它做功：δｗ＝ｐδｖ。而
这一所做之功变为表面积增大后的表面自
由能增量：δｆ＝σδｓ（δｓ为球体增大之表面积）
由此可见，因表面张力而造成的附加压力ｐ的大小与曲率半径ｒ成反比。则ｒ１＝ｒ２＝ｒ。附加压力ｐ也称拉普拉斯压力。
如液面凸起 （不润湿），附加压力为正值，液面下凹 （润湿），附加压力为负值，如图
４所示。造型材料一般不被液态金属润湿，即θ＞９０°（θ为润湿角）。故液态金属在铸型
道内的表面是凸起的，如图１１５所示，此时产生指向内部的附加压力。
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