ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поверхностное и межфазное натяжения. Адгезия, когезия и смачивание из "Поверхностные явления в сварочных процессах " При сварке плавлением важнейшие процессы, определяющие качество сварного соединения, протекают в тот момент, когда металл, а при сварке с применением флюса металл и шлак находятся, в расплавленном состоянии. Чтобы иметь достаточно точные представления о сущности этих процессов и уметь воздействовать на их ход, необходимо иметь данные о свойствах взаимодействующих фаз. [c.5] Одним из основных свойств жидких и твердых тел является наличие свободной поверхностной энергии, существование. которой проявляется в хорошо известном стремлении жидкостей принять форму, характеризующуюся минимальной поверхностью. Это стремление поверхности жидкости к сокращению обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия и объясняется следующим образом. Молекулы, находящиеся в объеме далеко от поверхности жидкости (рис. 1), окружены со всех сторон другими молекулами и испытывают в достаточно большой промежуток времени и в среднем одинаковое притяжение во всех направ-лениях. В совершенно иных ус-лов ИЯХ будут находиться молекулы, расположенные на поверхности жидкости или вблизи ее на расстоянии, меньшем радиуса действия молекулярных сил. В этом случае каждая молекула лишь частично окружена соседними молекулами и испытывает притяжение, направленное внутрь и в стороны, но не испытывает уравновешивающего притяжения со стороны газообразной фазы, поскольку в ней число молекул значительно меньше, чем в жидкости. [c.5] Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости без затраты энергии свидетельствует о существовании свободной энергии поверхности. Значит, для увеличения поверхности жидкости необходимо совершить некоторую работу. Величина, численно равная ра боте обратимого изотермического образования единицы поверхности жидкого или твердого тела, называется коэффициентом поверхностного натяжения или удельной свободной поверхностной энергией. В литературе обычно пользуются термином поверх ностное натяжение , который является лишь математическим понятием, эквивалентным понятию Свободной поверхностной энергии. Однако, пользуясь этим термином, следует пом ить, что реального натяжения вдоль поверхности жидкости не существует. [c.6] Оа-в — межфазное натяжение на границе между фазами Л и В. [c.7] Следовательно, работа адгезии является мерой взаимодействия частиц на границе раздела двух фаз или тел, а работа когезии характеризует силы связи частиц внутри тела. [c.7] Понятия адгезия и когезия применимы как к жидким, так и к твердым телам. Знание этих величин зачастую имеет очень важное значение, поскольку они позволяют судить о соотношении сил притяжения между молекулами отдельной фазы и между молекулами различных фаз. В частности, смачивание твердого тела расплавом, от которого во многом зависит качество сварных и паяных соединений, связано с соотношением между величинами когезии и адгезии расплава к твердому телу. [c.7] Из выражения (5) следует, что интенсивность растекания жидкости повышается с ростом величины адгезии жидкости к твердому телу и с уменьшением когезии жидкости. [c.8] Довольно часто для оценки интенсивности растекания жидкости пользуются так называемым коэффициентом растекания, который равен K=Wa — Wк. Причем чем больше этот коэффициент, тем лучше растекание. [c.8] Как видно из выражений (7) и (8), смачивание будет хорошим в том случае, когда os 0 будет больше нуля или 0 1г/2. [c.8] Однако величина угла 0 зависит не только от соотношения между а и СТж г, но и от состояния поверхности твердого тела, ее шероховатости, от наклона поверхности и т. д. Поэтому при определении краевого угла следует учитывать все эти факторы, а также помнить, что при растекании величина краевого угла обычно отличается от равновесного значения. [c.9] При этом интенсивность растекания будет возрастать с ростом величины работы адгезии и с уменьшением величины работы когезии жидкости, которая растекается. [c.9] Вернуться к основной статье