ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение сил адгезии путем отрыва отдельных частиц из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Силы адгезии равны по значению и обратны по знаку силам от-рыва. Исходя из особенностей действия сил отрыва, методы опре-деления сил адгезии можно разделить на две группы. [c.73] К первой группе относятся методы, основанные на отрыве от носительно большого числа частиц. Особенностью этих методов является то, что силы отрыва действуют одновременно на все прилипшие частицы, находящиеся на данной поверхности. К числу этих методов относится отрыв прилипших частиц при наклоне запыленной поверхности, а также в результате действия центробежных, вибрационных или импульсных сил. В методах, относящихся ко второй группе, силы отрыва действуют на отдельные частицы и не распространяются на все прилипшие частицы. [c.73] Этот метод впервые широко использовал Бузаг [4] для определения сил адгезии в жидких средах. Запыленную пластинку он помещал на дно сосуда, который затем поворачивал на определенный угол. Аналогичную методику использовал Г. И. Фукс [12, 75], предложивший специальную кювету. Впоследствии [77] конструкция кюветы была несколько усовершенствована (рис. III, 1). Такая кювета крепится к предметному столику микроскопа и вместе с ним может поворачиваться на определенный угол. Она может быть использована для определения сил адгезии в жидких средах и центробежным методом. Указанная методика применима, когда сила взаимодействия частиц с поверхностью меньше веса этих частиц. При этом отрывающая сила действует тангенциально к запыленной поверхности, т. е. по существу определяется одна из компонент силы трения. [c.73] Удачное аппаратурное решение метода найдено Пататом и Шмидтом [28]. После поворота пластины на определенный угол с нее удаляется часть частиц, которые собираются в сборник, имеющий 12 гнезд, что позволяет проводить за один опыт 12 измерений. На пластину можно подать потенциал до 1,5 кВ. Корпус прибора герметичен, благодаря чему можно вести исследования в вакууме, в атмосфере различных паров и газов при различных температурах. [c.74] Для мелких частиц (размером менее 20 мкм) требуется отрывающая сила [29] большая, чем возникающая при повороте запыленной поверхности, поэтому большинство таких частиц удерживается на поверхности. Не удивительно, что для оценки сил адгезии слоя порошка берут крупные частицы, как правило, диаметром более 60 мкм. Было замечено [28, 29], что и в этом случае после отрыва основного количества частиц на подложке оставалось некоторое число частиц небольшого размера (60—100 мкм). [c.74] при Аа = 1° относительная ошибка опыта примерно 10% будет уже при а = 10°. [c.75] Для того чтобы ошибка не превышала 10%, отношение l mlm должно быть не менее 0,1 (при Аа = 0). Это отношение обусловливается точностью взвешивания (Ат) и массой порошка (tn), прилипающего к поверхности. Массу можно увеличить (для снижения ошибки опыта) путем увеличения запыляемой площади. [c.75] Для определения величины отрывающей силы, действующей на частицу, необходимо провести сложение векторов центробежного ускорения и ускорения свободного падения (рис. 111,4 и 111,5). При вращении запыленной поверхности вокруг горизонтальной оси сила тяжести способствует отрыву висящей частицы (рис. III, 4, в) и препятствует отрыву лежащей частицы (рис. III, 4,6). При вращении поверхности вокруг вертикальной оси, если величиной g нельзя пренебречь, отрывающая сила направлена под углом к поверхности. [c.75] Центробежный метод широко применяли для определения сил адгезии как в воздухе, так и в жидких средах [10, 17, 65, 75, 77]. [c.76] Ошибка за счет неодинакового размера частиц во фракции (кривая /), т. е. Ad/d p, рассмотрена ранее (см. стр. 75). [c.77] Сопоставляя возможные ошибки [см. уравнение (П1,6)], можно сделать заключение, что основная погрешность центробежного метода обусловлена неодинаковым размером частиц в данной фракции. [c.77] Во избежание ошибок, вызванных скоростью вращения, необходимо плавно увеличивать (или уменьшать) обороты ротора центрифуги, чтобы исключить действие инерционных сил, а заданное число оборотов поддерживать несколько секунд [17]. Дальнейшее увеличение времени центрифугирования не скажется на отрыве частиц пыли в воздухе. При центрифугировании необходимо принять меры против вибрации корпуса и биения оси центрифуги, так как эти явления могут исказить результаты измерения величин сил отрыва. [c.77] Центробежный метод измерения величины отрывающей силы является основным методом определения сил адгезии. Его достоинство заключается в простоте и доступности, а также в надежности результатов и быстроте измерений. Кроме того, в пробирках центрифуги могут создаваться различные условия (влажность, давление, температура и т. д.), что расширяет экспериментальные возможности метода. Однако для снятия интегральной кривой адгезии необходимо сделать несколько измерений при различных числах оборотов. [c.78] Возможно применение центробежного метода для определения адгезии слоя частиц. В этом случае при расчете силы отрыва под величиной т Vpi следует подразумевать массу частиц, прилипших к единице площади подложки. [c.78] Центробежный метод может быть применен для определения адгезии частиц, прилипших к волокнам. Для этой цели использовалось специальное приспособление, а оторванные частицы улавливались со стороны, противоположной оси вращения центрифуги [79]. Применяемая установка позволяла развивать силы отрыва, равные 2,85-10 ед. g. [c.78] Центробежный метод можно применять для определения адгезии частиц, находящихся в капле воды 80]. На тщательно очищенную поверхность наносили пыль при помощи очень тонкого, гладкого стеклянного стержня. При этом запылили только часть поверхности, которая не превышает площади контакта капли. Каплю жидкости из калиброванного капилляра наносили на запыленную поверхность таким образом, чтобы вся пыль была закрыта каплей. Пластины закрепляли в специальных держателях, с помощью которых можно определять отрывающие силы, действующие на каплю и частицы как в направлении тангенциальном, так и перпендикулярном к поверхности. [c.78] Вибрационный метод. Впервые вибрационный метод был предложен для определения адгезии пленок. Позднее Ларсен [81] определял силы адгезии шарообразных частиц к волокнам, вибрирующим с частотой порядка десятков герц. Этот метод был усовершенствован и расширен путем применения звуковых и ультразвуковых колебаний [14]. [c.78] При работе высокочастотной установки звуковые колебания, предварительно усиленные, приводят в движение диффузор динамика, к которому крепится запыленная пластина. Частота колебаний при этом обычно не превышает 3 кГц, а величина отрЫ вающей силы достигает 2500 ед. g. [c.79] Вернуться к основной статье