ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердые поверхности. Адгезия жидкостей к твердым поверхностям из "Технология склеивания металлов " Основное отличие твердых тел от жидкостей состоит в том, что твердое тело имеет постоянную форму, которую оно изменяет только принудительно. Следовательно, поверхности твердых тел самопроизвольно не сокращаются и поэтому в той или иной степени щероховаты. Обычно поверхности твердых тел загрязнены посторонними веществами, образующими на ней тонкий слой. Даже кратковременная выдержка чистой поверхности на воздухе приводит обычно к появлению на ней жировой пленки, что в значительной мере изменяет ее свойства. На большинстве твердых поверхностей имеется адсорбированный слой газов, причем на металлах адсорбционные пленки держатся весьма прочно. Адсорбция кислорода на некоторых металлах приводит к образованию окисных пленок особенно быстро такие пленки образуются на алюминии и его сплавах. Наиболее сильным свойством адсорбции газов и летучих жидкостей обладает поверхность активированного угля, что, в частности, дало возможность применять его в противогазах. [c.16] Газы адсорбируются на твердых телах вследствие взаимодействия ненасыщенных силовых полей поверхностных атомов твердого тела с силовыми полями молекул, подошедших близко к твердой поверхности. В результате этого взаимодействия и закрепления на поверхности твердого тела частиц газа или жидкости поверхностная энергия твердого тела в большинстве случаев уменьшается. [c.16] Адсорбция на твердых телах обычно разделяется на два основных вида молекулярную адсорбцию и хемосорбцию. [c.16] Молекулярная адсорбция осуществляется благодаря наличию сил Ван-дер-Ваальса, вызывающих, например, конденсацию паров. [c.16] Хемосорбция, которую часто называют вторичной или необратимой адсорбцией, осуществляется силами ковалентной связи. [c.16] В свою очередь силы Ван-дер-Ваальса можно подразделить на силы ориентационного, индукционного и дисперсного взаимодействия [15]. [c.16] Силы ориентационного взаимодействия возникают при наличии у молекул постоянной асимметрии в распределении зарядов или постоянного дипольного момента. [c.16] Силы индукционного взаимодействия основаны на том, что постоянный дипольный момент создает в соседней молекуле индукционный диполь и притягивает его. Энергия такого притяжения не зависит от температуры. [c.16] При комнатной температуре преобладает ориентационный эффект, а при повышенной — индукционный. [c.16] Силы дисперсного взаимодействия существуют между неполярными молекулами и объясняются только на основе квантовой механики. [c.16] Силы Ван-дер-Ваальса эффективны на расстоянии 10 — 10 см. Порядок их величин составляет 0,1—1 ккал моль, между тем как порядок величин энергии химических сил 10— 100 ккал1моль. [c.17] Важным свойством сил Ван-дер-Ваальса является их аддитивность, т. е. независимость сил притяжения от присутствия других молекул. [c.17] г — поверхностное натяжение жидкости в среде газа. [c.17] Во многих случаях жидкости образуют с поверхностью определенный краевой угол 6, называемый также углом смачивания (фиг. 3). [c.17] Из последнего уравнения следует, что максимальная работа адгезии будет получена тогда, когда os 6 = 1, т, е, когда угол 9 равен нулю. В этом случае жидкость смачивает полностью поверхность твердого тела, т. е. наблюдается абсолютное смачивание, и величина адгезии будет определяться когезионной прочностью жидкости, равной 2уж,г. Этот факт часто используется в практике склеивания металлов при подготовке поверхности -качество обезжиривания оценивается по углу смачивания водой поверхности металла, т. е. по степени растекания воды. Если угол смачивания будет 90 то величина работы адгезии будет равна половине величины работы когез1ИИ. При 0 = 180° работа адгезии равна нулю. Практически какая-то адгезия всегда существует, следовательно, угол б не может быть равен 180°. [c.18] Все сказанное выше относительно величины работы адгезии было установлено в условиях статического равновесия, а метод ее определения называется методом краевого угла. Однако Б. В. Дерягин и Н. А. Кротова показали [13], что работа адгезии может определяться и в неравновес ном состоянии абсолютная величина адгезии при этом значительно отличается от величины адгезии,, найденной в статических условиях. [c.18] В табл. 2 приведены результаты измерения работы адгезии статическим и динамическим методами, полученными Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой [13]. [c.18] Из таблицы видно, что величина работы адгезии, измеренная динамическим методо]у1, примерно в десятки раз превышает величину работы, измеренную статическим методом. [c.18] Как видно из табл. 3 величина работы отрыва также в значительной мере зависит от начальной скорости перемещения капли жидкости по подложке. [c.19] Второй метод измерения адгезии в неравновесных условиях заключался в измерении адгезии при отрыве твердого тела от жидкости. На очищенную поверхность стекла наносился слой гуттаперчи толщиной 30 мк из 5%-ного раствора в хлороформе. [c.19] Вернуться к основной статье