ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расклинивающее давление тонкого слоя жидкости из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Молекулярное взаимодействие между частицей и поверхностью зависит от толщины слоя жидкости, находящегося между контактирующими телами. Расчеты показывают [163], что в водных растворах электролитов молекулярное взаимодействие между твердыми телами полностью экранируется при расстоянии между ними 10 см. При расстоянии, равном 10 см, молекулярная сила составляет примерно половину ее максимального значения. Для меньших расстояний молекулярная компонента адгезии увеличивается и близка к максимальной. [c.172] В жидкой среде проявляется дополнительная сила отталкивания, обусловленная свойствами граничных слоев жидкости контактирующих тел. [c.172] СИЛЫ адгезии частиц в жидкои среде значительно меньше сил адгезии в воздушной среде. [c.173] Отличие адгезионного взаимодействия в жидкой среде по сравнению с воздушной проявляется и в зависимости сил адгезии от времени нахождения запыленной поверхности в жидкой среде. Эта зависимость обусловливается влиянием на адгезию гидродинамического и механического факторов. [c.173] Фукс обратил внимание на зависимость адгезии от времени контакта частиц с поверхностью при оседании в жидкости [75]. В начальный момент адгезия частиц минимальна, а с увеличением времени контакта наблюдается рост адгезии, прекращающийся по истечении 60—90 мин с момента соприкосновения частиц с поверхностью. Это явление получило название старения . [c.173] На рис. VI, 1 показано изменение числа адгезии во времени после воздушного запыления (кривые 1) и оседании в жидкости (кривые 2). При двухминутной экспозиции в случае воздушного запыления адгезия достигает максимума, причем с увеличением времени пребывания запыленной поверхности в жидких средах до 30 мин адгезия уменьшается. С увеличением времени до 60 мин и более адгезия практически не изменяется. При оседании частиц в жидкости (кривые 2) наблюдается обратная картина с увеличением времени нахождения подложки в жидкой среде адгезия растет максимальное значение адгезии в этом случае примерно соответствует минимальной адгезии при воздушном запылении [164]. [c.173] в начальный момент (в наших опытах через 2 мин контакта частиц с поверхностью в жидкости) адгезия после воздушного запыления всегда больше адгезии при оседании частиц в жидкости. [c.173] Аналогичная закономерность наблюдается для молярных и сантимолярных растворов КС1 и СаСЬ, однако равновесное значение чисел адгезии при неизменной отрывающей силе сдвигается в первом случае в сторону больших, а во втором — в сторону меньших значений. [c.174] Полученные нами закономерности по изменению адгезии с течением времени и в зависимости от методов нанесения частиц на поверхность подтверждаются дальнейшими исследованиями [165]. Запыление на воздухе с - последующим помещением запыленной поверхности в водную среду авторы [165] назвали первичным, а нанесение частиц из водного раствора путем оседания — вторичным запылением. [c.174] На рис. VI,2 показано изменение адгезии сферических частиц золота диаметром 3 мкм в водной среде. При первичном запыле-нии (кривая 2), так же как и в наших экспериментах (кривая 1, см. рис. VI, 1), адгезия частиц больше, чем при вторичном заиы-лении (кривые 3 и 4 рис. VI, 2 и кривая 2 рис. VI, 1). Результаты по адгезии частиц на воздухе (кривая I рис. VI, 2) приведены для сравнения. [c.174] Минимальная и максимальная силы адгезии определяются величиной зазора, т. е. толщиной слоя жидкости, между частицей и поверхностью. Поэтому путем сопоставления величины этих сил и изменения их со временем можно сделать заключение о росте или уменьшении зазора между контактирующими телами. Такое сопоставление было проведено в случае адгезии кварцевых частиц диа метром 3 мкм к кварцевой поверхности в среде 0,001 н. КС) [15]. [c.174] Рост сил взаимодействия соприкасающихся поверхностей с увеличением времени контакта обнаружен также и при помощи методов, моделирующих адгезионное взаимодействие частиц. Так, А. Д. Малкина и Б. М. Дерягин, используя метод скрещенных нитей (см. 13), показали, что в водных средах силы адгезии кварцевых нитей растут, начиная с нуля в начальный момент, до некоторого равновесного значения, близкого к силе адгезии на воздухе. Это явление авторы объясняют тем, что с течением времени под действием прижимающих сил происходит выдавливание слоя жидкости, разделяющего контактирующие поверхности [166]. [c.175] Подобная зависимость [/ ад = /( )] Для скрещенных нитей получена Г. И. Фуксом [96]. [c.175] Конечное значение сил адгезии стеклянных нитей в дистиллированной воде не зависит от прижимающей силы (в интервале от 14 до 1400 дин), хотя время установления равновесного значения силы адгезии зависит от нагрузки. При силе прижатия, равной 14 дин, такое равновесие наступает через 24 ч, а при 230 дин — через 5—6 ч. [c.175] Как следует из приведенных данных, увеличение контактного давления в 16,7 раз приводит к снижению толщины пленки жидкости в 5,2 раза. В то же время произведение FH , входящее в знаменатель формулы (VI, 2), для контактного давления, изменяемого в пределах от б-Ю до 4,5-10 дин/см , остается примерно постоянным. При значениях Я ниже 40 А эта закономерность нарушается, т. е. происходит снижение произведения FH , что объясняется молекулярным взаимодействием твердых тел. В этих условиях уравнение (VI, 2) перестает быть справедливым. [c.176] В соответствии с уравнением (VI, 3) сила отрыва частиц обратно пропорциональна времени ее приложения, т. е. чем продолжительнее действие силы, тем меньше должно быть ее значение для отрыва того же числа частиц. Такая зависимость наблюдалась при отрыве частиц в жидкой среде центрифугированием. Так, с увеличением времени центрифугирования от 5 до 30 мин число адгезии снижается от 50 до 33% при отрыве частиц нагара, когда в качестве жидкости применяется очищенное минеральное масло [75]. [c.176] В воздушной среде подобная зависимость не имеет места и отрывающая сила проявляет себя мгновенно. Мы неоднократно наблюдали, что если частицы в воздушной среде не отрывались в первый момент времени, то в последующем их адгезия не изменялась. [c.176] На основании всего рассмотренного материала можно предположить, что в начальный период адгезии частиц, т. е. при кинетическом прилипании, в жидкой среде действует гидродинамический фактор. По мере приближения частиц к поверхности происходит выдавливание жидкости и уменьшение толщины прослойки между контактирующими телами до равновесной толщины, что соответствует переходу кинетического прилипания в статическое. При воздуояном запылении с последующим помещением запыленного образца в жидкую среду происходит смачивание зоны контакта, заполнение этой зоны л идкостью и образование жидкой прослойки равновесной толщины. [c.177] Вернуться к основной статье