ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние на адгезию физико-химического взаимодействия из "Адгезия пленок и покрытий " Влияние на адгезию физико-химического взаимодействия. После контакта в результате взаимодействия адгезива и субстрата могут изменяться энергия единицы связи и число связей, что в соответствии с условиями (1,2) и (1,7) будет определять величину равновесной адгезии и адгезионной нрочности. [c.166] На границе раздела адгезива и субстрата могут происходить физико-химические процессы, которые влияют на величину адгезионной прочности. К числу таких процессов относятся химическое взаимодействие контактирующих тел, адсорбция молекул и групп молекул (главным образом адгезива) на границе раздела фаз, диффузия молекул одного из контактирующих тел в объем другого. Физико-химические процессы инициируются повышением температуры и зависят от времени контакта адгезива с поверхностью субстрата [139, 140]. [c.166] Остановимся сначала на тех качественных превращениях, которые могут происходить в зоне контакта между адгезивом и субстратом. Эти превращения обусловлены химическим взаимодействием и оказывают влияние на адгезионную прочность. [c.166] Например, адгезионная прочность металлических пленок к деревянным поверхностям зависит от кислотно-щелочных свойств адгезива. Адгезив, обладающий щелочными свойствами, гидролизует древесину, в результате создается недостаточная адгезия между деревянным изделием и этим адгезивом. Материалы с кислыми свойствами нельзя использовать в качестве адгезива в том случае, когда в качестве субстрата используется медь, цинк, железо и другие чувствительные к кислотам металлы [14]. Поэтому для усиления адгезионной связи с деревом следует применять кислые, а не щелочные адгезивы. [c.166] При адгезии некоторых резиновых смесей к меди или ее соединениям снижение адгезионной прочности может происходить в результате образования сернистой меди (сера входит в состав резиновой смеси). Сернистая медь имеет рыхлую порошкообразную структуру, образуется на поверхности раздела фаз и обусловливает снижение адгезионной прочности. Поэтому для усиления адгезии целесообразно уменьшить или исключать серу из резиновой смеси или же использовать в качестве субстрата металлические поверхности, в которых отсутствует медь. [c.166] Адгезионную прочность определяли методом тангенциального отрыва. Из приведенных данных следует, что максимальная адгезионная прочность имеет место при содержании углерода в стальной пленке 0,45% (масс.). [c.167] Карбиды, образующиеся в зоне контакта хромовых пленок с углеродистой сталью, снижают адгезию. Для исключения их отрицательного влияния на адгезионную прочность в состав пленок вводят легированные карбидообразные элементы. Усиления адгезии металлов, в частности стальных поверхностей, можно также достигнуть в результате применения промежуточного слоя между адгезивом и субстратом. В качестве материала для промежуточного слоя применяют алюминий, который в 2—5 раз увеличивает адгезионную прочность стальных поверхностей. [c.167] В случае адгезии резины к некоторым металлическим поверхностям на поверхности могут образоваться соединения тина IZn(NHз)в] Znз[Fe( N)g].2I Эти соединения и определяют величину адгезионной нрочности [14]. [c.167] Таким образом, в результате химического взаимодействия на границе раздела фаз могут образовываться химические соединения, которые в конечном счете определяют адгезионную прочность. [c.167] Адгезионная нрочность серебряных пленок, используемых для металлизации керамики, кварца, стекла, слюды и других неметаллических субстратов, является недостаточной. При толщине серебряного покрытия до 1 мкм адгезионная нрочность составляет 1,5 X X 10 Па. Для усиления адгезионной прочности пленок серебра производят предварительное химическое никелирование неметаллических материалов с последующей термообработкой нри температуре 350—400 °С [140]. Наличие промежуточного подслоя между адгезивом и субстратом в виде нленки никеля и термообработки приводят к росту адгезионной нрочности серебряных покрытий до 5 -10 Па, что позволяет успешно использовать подобные пленки для кварцевых резонаторов. [c.167] За единицу толщины пленки адгезива принята толщина моно-молекулярного слоя эквивалентная толщина нленки характеризуется числом мономолекулярных слоев. С увеличением времени контакта наблюдается рост эквивалентной толщины пленки адгезива, что свидетельствует о наличии диффузионных и адсорбционных процессов. [c.168] Между адсорбцией адгезива и адгезионной прочностью имеется определенная корреляция. Так, при температуре формирования пленки 30 °С в течение 1 ч наблюдаются максимальная адсорбция и адгезионная прочность, которая составляет 1,6 -10 Дж/м . При увеличении адсорбции от 3 -Ю до 13,5 -Ю мг/см наблюдается рост адгезионной прочности от 0,7 -10 до 2,3 -10 Дж/м . Однако подобная корреляция между адсорбцией и адгезионной прочностью наблюдается не всегда. Отсутствует прямая связь между адсорбцией из растворов воды, желатины и из органических растворителей сополимера стирола с метакриловой кислотой [6]. [c.168] За счет диффузии при контакте одного металла с другим в зоне контакта могут образовываться пустоты на поверхности того металла, из которого происходит диффузия. В результате снижается площадь истинного контакта и уменьшается адгезионная прочность. Так, у меди, на которую нанесена пленка латуни или алюминиевой бронзы [состав 93% (масс.) Си, 7% (масс.) А1], через 25 дней после контакта и при нагревании до 800 °С обнаружены на границе раздела фаз выемы, диаметр которых составляет 10 мкм. [c.168] Вернуться к основной статье