Смачивание энергия

При сварке плавлением и пайке сближение атомов твердых тел осуществляется вследствие смачивания поверхностей тел жидким металлом (припоем, расплавом), а активация поверхности твердого металла — путем сообщения ее частицам тепловой энергии. Жидкий металл может растекаться по всей поверхности тела и обеспечивать соприкосновение и прилипание (или адгезию) его молекул и поверхностного слоя твердых тел. [c.13]

При анализе условий смачивания необходимо рассмотреть систему из трех фаз жидкость, твердое тело, газ (рис. 2.5). В зависимости от значений поверхностных свободных энергий а, и а,,.,, в месте контакта трех фаз устанавливается определенный угол 0, так называемый краевой угол смачивания (по соглашению отсчитывается внутрь жидкой фазы). [c.86]

В [49] для определения этой нижней границы принималось, что пленка распадается на ручейки, когда сумма кинетической и поверхностной энергии для двух геометрий, показанных на рис. 4.7, становится одинаковой. Это равенство суммарной энергии определяет значение при котором пленка еще сохраняет сплошность, при Г < энергетически выгодным становится течение в виде ручейков. К сожалению, аналитическое выражение [49] для — это функция краевого угла смачивания 9д, что делает сомнительной возможность его практического использования, несмотря на привлекательность лежащей в его основе физической модели. [c.173]

Во-первых, поверхностные слои твердого тела наделены избытком энергии, так как молекулы и атомы, находящиеся у поверхности, имеют свободные связи, которые способствуют возникновению таких явлений, как поглощение (адсорбция), сцепление (когезия), прилипание (адгезия), смачивание и другие виды взаи МО действия с веществами внешней среды, когда поверхностный слой приобретает своеобразное строение. [c.70]

На твердой поверхности с высокой поверхностной энергией создаются наиболее благоприятные термодинамические условия для хорошего смачивания, особенно если адгезивы являются полярными органическими жидкостями с поверхностным натяжением (35-45) 10 Н/см. Чтобы связующее могло быстро растекаться по твердой поверхности, ее энергия должна превышать 45-10 Н/см. После изготовления волокна бора, карбида кремния и углерода покрываются окисной пленкой, наличие которой определяет их высокую поверхностную энергию. Однако загрязнения и адсорбированные поверхностью волокон водяные пары могут стать причиной неполного смачивания волокон полярными адгезивами с поверхностным натяжением около 40-10 Н/см. [c.249]

Обозначим через удельную свободную энергию единицы поверхности твердого тела субстрата), через — энергию поверхности жидкости адгезива) и через — энергию поверхности раздела твердое тело — жидкость (рис. 2.15). До смачивания единица площади свободной поверхности твердого тела обладала энергией а . После смачивания ее жидкостью возникли две единичные поверхности поверхность жидкости с энергией ш и поверхность границы раздела твердое тело — жидкость с энергией Суммарная свободная энергия этих поверхностей равна + а ж- Жидкость будет самопроизвольно растекаться по поверхности твердого тела в том случае, если этот процесс сопровождается уменьшением свободной энергии системы, т. е. если [c.80]

Особенности кристаллизующихся фаз, связанные с их неодинаковым смачиванием, проявляются, однако, на трехфазной границе кристалл — расплав — пар. Значения энергии межфаЗной границы жидкость твердое тело для кремния и золота или германия и золота, кристаллизующихся из эвтектического расплава, достаточно близки (рис. 9). [c.13]

Предложен новый метод исследования релаксационных явлений при смачивании, позволяющий определить время релаксации процесса смачивания и взаимного вытеснения жидкостей в непрозрачных системах, а также краевой угол смачивания и межфазную энергию. Дана оценка точности и рассмотрены условия выбо ра измерительной аппаратуры. Рис. 1, библиогр. 3. [c.225]

Методом вертикальной пластинки измерена сила смачивания(П — периметр пластинки) пирографита жидким железом. Увеличение силы смачивания при растворении связано с понижением межфазной энергии на границе графит — рас- [c.228]

В формировании связей в таких композициях важная роль принадлежит примесям, адсорбирующимся на поверхности раздела. Некоторые примеси могут понижать поверхностную энергию, обеспечивая благоприятные условия для смачивания. Они могут также вступать в самостоятельные химические реакции с окислами, образуя соединения. [c.60]

Свойства поверхностно-активных веществ (ПАВ), и в частности ОДА, определяют их хорошую адсорбционную способность на поверхностях жидких и твердых веществ она по правилу уравнивания полярностей увеличивается с уменьшением растворимости вещества, поверхностного натяжения и теплоты смачивания, которая равна разности полных поверхностных энергий адсорбента. Указанные свойства ПАВ дают возможность активно использовать их в пароводяных контурах с целью управления термодинамическими, физическими и гидродинамическими процессами на границах раздела фаз, а также коррозионными и эрозионно-коррозионными процессами. [c.298]

ЯВЛЕНИЯ <гальваномагнитные — явления, вызванные действием магнитного поля на электрические свойства твердых проводников, по которым течет электрический ток капиллярные— явления, обусловленные смачиванием и поверхностной энергией на границе фаз на уровне межмолекулярных сил контактные — электрические явления, возникающие в зоне контакта металлов или полупроводников переноса — необратимые процессы, приводящие к пространственному перемещению массы, энергии и т. п., возникающие вследствие действия внешних силовых полей или наличия пространственных неоднородностей состава, температуры) [c.303]

Энергия связи капиллярной влаги со скелетом твердого тела обусловлена адсорбционной связью полимолекулярного слоя у стенок капилляра и понижением давления пара над вогнутым Мениском в капилляре (положительное смачивание) по сравнению с давлением пара над плоской поверхностью свободной воды [Л.5]. [c.13]

Зная зависимость между давлением водяного пара над мениском воды и радиусом капилляра в случае положительного смачивания [Л. 13], по формуле (1) можно вычислить величину энергии связи влаги в капиллярах определенного радиуса. [c.14]

Для выявления сущности процесса формирования прослойки на основе высоковязких клеев обратимся к современным представлениям о процессах, протекающих на границе раздела полимер — субстрат. Известно, что по способности смачивания твердые тела разделяют на тела с высокой и низкой поверхностной энергией. Тела с высокой поверхностной энергией смачиваются полностью химически чистыми жидкостями, чего нельзя сказать о телах с низкой поверхностной энергией. К первым относятся, в частности, металлы, ко вторым — смолы и полимеры. [c.131]

Поверхностные энергии или поверхностные натяжения связаны со значением краевого угла смачивания (р соотношением [c.132]

Равновесное состояние системы конечных размеров определяется (при пост, объёме) минимумом суммарной свободной энергии, в к-рую вносит вклад как объём, так и П., причём относительный вклад П. изменяется обратно пропорц, размеру объекта. Уменьшение поверхностной свободной энергии, происходящее за счёт тех или иных изменений П. (сокращения её площади, понижения энергии в результате насыщения свободных связей поверхностных атомов и молекул и т. д.), служит движущей силон таких поверхностных явлений, как адсорбция, смачивание, растекание, адгезия и когезия, коагуляция акустическая, образование капель, капиллярные явления и др. Эти явления находят практич. ирименение в разнообразных технологиях. Напр., ис- [c.654]

На рис. 8-6 показано, как изменяется свободная энергия системы при наступлении условий невесомости для характерных значений углов смачивания 15, 45, 135 и 165°. Краевой угол 15° можно рассматривать как среднее значение угла смачивания стекла водой (при не очень чистом стекле). Угол 0 = 45° характерен для смачивания водой ряда металлических поверхностей. Краевой угол [c.187]

Работа адгезии определяется свободной поверхностной энергией, освобождающейся при смачивании твердого тела жидкостью [c.19]

Приведенные уравнения показывают, что убыль свободной энергии флотационной системы тем выше, чем больше краевой угол смачивания (чем более гидрофобна поверхность), т. е. вероятность прилипания частицы к пузырьку увеличивается. [c.220]

Для жидкостей с поверхностным натяжением менее 100 МДж/м (вода, водные растворы, органические растворители, сжиженные газы, расплавы некоторых щелочных галогенидов и т.д.) условие смачивания >Yi [см. (8.5)] будет выполняться, когда энергия взаимодействия составляет несколько кДж/моль. Такие сравнительно небольшие энергии характерны для молекулярных сил. Следовательно, смачивание твердых тел жидкостями с низким поверхностным натяжением может быть обеспечено молекулярными силами. По аналогии с физической адсорбцией смачивание в таких системах можно рассматривать как обратимый [c.96]

Механическая связь реализуется в отсутствие какого бы то ни было химического механизма — даже сил Ван-дер-Ваальса — и сводится к механическому сцеплению. Однако отсутствие химической связи существенно снижает прочность композита при поперечном нагружении поэтому в технологии изготовления компози тов механическую связь не считают полезной. Связь путем смачивания и растворения имеет место в композитах, где упрочнитель, не являющийся окислом, смачивается или растворяется матрицей, но не образует с ней соединений. Окисная связь может возникать при смачивании, а также при образовании промежуточных соединений на поверхности раздела. Как правило, металлы, окислы которых обладают малой свободной энергией образования, слабо связываются с окисью алюминия. Однако следы кислорода иль активных элементов усиливают эту связь путем образования промежуточных зон в обоих случаях связь относится к окисному типу. Кроме того, согласно общей классификации, к окисному типу относится связь между окисными пленками матрицы и волокна. [c.35]

Только реакционноспособные силаны эффективны в качестве аппретов для термореактивных смол. При этом не наблюдается корреляции между полярностью силана и смачиванием аппретированного стеклянного волокна, с одной стороны, и эффективностью аппрета — с другой. Специфичность действия силановых аппретов хорошо иллюстрируется на примере хлорпропилтриметоксисилана. Стеклянное волокно, обработанное этим аппретом, обладает относительно высокой поверхностной энергией и легко смачивается раствором смолы. Однако при аппретировании данным силаном улучшаются свойства только эпоксидных стеклопластиков благодаря химическому взаимодействию хлорпропильной и эпоксидной групп, но оно совершенно неэффективно в композитах на основе полиэфирных, меламиновых и фенольных смол. [c.193]

Особенности геометрии поверхности волокон, а в случае графитовых и стеклянных волокон их небольшой диаметр затрудняют измерение краевых углов смачивания волокон жидкостями и определение величин критической поверхностной энергии с достаточной степенью точности. Измерения краевых углов смачивания проводились на стеклянных [5], борных [55] и графитовых волокнах [11, 41], но только в одном случае эти значения были использованы для определения критического поверхностного натяжения ус при смачивании по методу Цисмана [9, ИЗ]. [c.249]

КРИТИЧЕСКОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ ТВЕРДЫХ СУБСТРАТОВ С ВЫСОКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ СИЛАНОВЫХ АППРЕТОВ [c.253]

Этот экспериментальный факт, по-видимому, можно объяснить тем, что адгезия пленок молибдена к графиту больше, чем на окисных подложках и, следовательно, сплошность пленки должна наступить при меньшей общей толщине пленки. По-видимому, также нужно учитывать, что при взаимодействии молибдена с графитом образуется карбид молибдена, смачивающийся металлом гораздо лучше, чем окисные соединения молибдена. В системе С — Мо — Sn (Гоп = 900° С) критическая толщина равна, как и в системе С — Мо — Си (Топ = 1150° С), 200 А. Это можно объяснить тем, что уже при температуре 900° С взаимодействие пленки с подложкой настолько велико, что дальнейшее повышение температуры до 1150° С не очень сказывается на структуре пленки. Если взаимодействие пленки с подложкой сильное, то продукты реакции смачиваются хуже, чем металл пленки, критическая толщина сдвигается в сторону больших толщин.Так, в системе С — Fe — РЬ критическая толщина при температуре опыта 700° С составляет 1000 А, а в системе С — V — Sn (Топ = 900 " С) сч> 700 А. Эти данные соответствуют времени отжига пленок не больше 5 мин. При отжиге больше 5 мин получаются нестабильные результаты и критическая толщина сдвигается еще больше в сторону увеличения толщины пленки. Действительно, убыль свободной энергии AF при образовании карбидов молибдена Жо С и карбида железа Feg приблизительно одинакова и равна 0,75 ккал моль (700° С) а для карбидов ванадия она значительно больше — 26,1 ккал1моль (900° С), что находится в хорошем соответствии с полученными данными по смачиванию. [c.25]

Термодинамически рассмотрен процесс смачивания твердых тел исходя из концепции А. Н. Фрумкина об устойчивости тонких пленок. Рассмотрен случай, когда Ож > От. Сформулированы условия смачивания металлом тугоплавких соединений типа окислов, нитридов и карбидов. Сконструирована установка, позволяющая оценить характер изменения натяжения жидких пленок с толщиной на поверхности твердого тела. Полученные экспериментальные результаты для некоторых систем качественно подтверждают развитые представления. Применительно к процессу пропитки или жидкофазного спекания проведенный анализ позволяет сформулировать два возможных механизма образования мета-стабильных смачиваюшлх пленок или растекания — с затратой энергии на образование пленки металла конечной толщины и безактивационное смачивание. Аналогично рассмотрен процесс перехода границы раздела металл — твердое или металл — газ тугоплавкими частицами. Рис. 2, библиогр. 11. [c.229]

Хорошо известно, что спекание интенсифицируется в присутствии жидкой фазы. При хорошем смачивании рашлав, проникая на контактные участки между частицами твердой фазы, уменьшает трение между ними, аннулирует пустоты, увеличивая скорость спекания. Было обнаружено, что ничтожно малые добавки некоторых элементов в жидкой фазе могут заметно изменить энергию поверхности раздела между, твердой и жидкой фазами. [c.83]

Вода и некоторые электролиты могут реагировать с частицами или способствовать их агломерации, поэтому имеются определенные рекомендации для подбора сред в первую очередь жидкость должна иметь высокую энергию смачивания. Для достижения такой энергии к выбранной жидкости иногда добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ) с минимальной концентрацией, достаточной для образования монослоя на поверхности частиц. Подбор седиментационной жидкости производят опытным путем наиболее подходящей является та, в которой достигается максимальная оптическая плотность суспензии. Хорошая смачиваемость порошка жидкостью (капля ее быстро впитывается порошком) позволяет определять и концентрации ПАВ (для водных растворов чаще всего применяют пирофосфат или метафосфат натрия). Влияние различных пептизаторов на кажущиеся размеры частиц можш просле Дить по рис. 4. [c.24]

Щелочные угеталлы могут взаимодействовать также с кислородом, растворенным в твердом металле. При этом, если свободная энергия образования окисла твердого металла меньше энергии образования окиси щелочного металла, то щелочные металлы отбирают у твердых металлов растворенный в них кислород. В результате этого щелочной металл может проникать по границам зерен твердого металла и также интенсифицировать межкристаллитную коррозию. Такое явление наблюдается, например, при коррозии ниобия в литии, когда последний проникает по границам зерен и образует там окислы ниобия, причем глубина проникновения лития тем больше, чем выше содержание кислорода в ниобии. Известно также, что свободные от кислорода Nb, Та, Ti, Zr, Mo и W плохо растворяются в щелочных металлах. На механические свойства твердых металлов влияет смачивание их жидким металлом даже в отсутствие коррозионного воздействия, В некоторых случаях достаточно пластичный металл после выдержки в жидком металле становится хрупким. Это явление связывают с адсорбционным влиянием среды. Жидкий металл проникает по линиям дислокаций, образующимся на ранних стадиях деформации.. Адсорбированные жидкие металлы уменьшают энергетический барьер, препятствующий выходу дислокаций на поверхность и разупрочняющий металл. [c.144]

Таким образом, при уменьшении краевого угла смачивания уменьшается поверхностная энергия на границе раздела между твердой фазой и покрытием и увеличивается вероятность обра зования центров кристаллизации на поверхности покрытий Важность этого технологического положения заключается в том что, регулируя количество активных центров, геометрию и плот ность поверхности покрытий или облицовки литейной формы можно стимулировать или тормозить рост кристаллов в поверх ностном слое отливки. [c.41]

Свободная П. э. определяет работу образования зародышей новой фазы и свободную энергию активации процесса фазового превращения. Существование свободной П. э. и поверхностного натяжения является причиной возникновения метастабильних состояний (состояний переохлаждения, пересыщения). Свободная П. э. определяет процессы диспергирования, адгезии и смачивания. При низком значении свободной П. о. возникает самопроизвольное диспергирование фаз, происходящее, напр., вблизи критич. состояния. При смачивании погружением изменение свободной П. э. определяет работу смачивания (правило Дюпре). При неполном смачивании свободная П. э., входя в ур-ние Юнга, определяет равновесную форму капли или пузыря и величину краевого угла (см. Смачивание). [c.646]

К П. я. относятся когезия, адгезия, смачивание, смазочное и моющее действие, трение, пропитка пористых тел. П. я. влияют на прочность твёрдых тел напр., адсорбционное понижение прочности — эффект Ребиндера). П. я. играют важную роль в фазовых процессах. На стадии зарождения фаз П. я. создают энергетич. барьер, определяющий кинетику процесса и возможность существования метастабильных состояний, а при контакте массивных фаз регулируют скорость тепло-и массообмена между ними. Проницаемость поверхностных слоёв и плёнок, связанная с их молекулярным строением, обусловливает мембранные явления, особенно важные в биол. системах. П. я. влияют на коррозию, выветривание горных пород, почвообразование, атм. явления и др. естеств. процессы. На использовании П. я. основаны мн. технол. процессы — хим. синтез с применением гетерогенного катализа, поверхностное разделение веществ и флотация, механич. обработка я упрочение материалов, фильтрация, приготовление порошков, эмульсий, пен и аэрозолей и др. При этом широко применяются поверхностно-активные вещества, регулирующие поверхностное натяжение и свободную поверхностную энергию. [c.653]

РЕБЙНДЕРА ЭФФЕКТ (адсорбционное понижение прочности) — уменьшение поверхностной (межфазной) энергии вследствие фнз. или хнм. процессов на поверхности твёрдых тел, приводящее к изменению его механич. свойств (снижению ырочности, возникновению хрупкости, уменьшению долговечности, повышению пластичности и др.) К Р. э. приводят адсорбция поверхностно-активных веществ, смачивание (особенно твёрдых тел расплавами, близкими по атомно-молекулярной природе), электростатич. заряд на поверхности, хим. реакции. Открыт П. А. Ребиндеро.ч в 1928. [c.300]

Влияние паяемого металла на процесс образования спая сказывается и непосредственно при кристаллизации, которая происходит на готовых поверхностях раздела. Образование зародышей новых кристаллов на поверхности паяемого металла зависит от характера смачивания припоем чем меньше краевой угол смачивания, тем меньше затрат энергии требуется для образования зародыша. Если краевой угол мал, то для зарождения. ародыша кристалла требуется незначительное переохлаждение. Поскольку обязательным условием пайки является смачивание припоем паяемого металла, то условия зарождения центров кристаллизации при этом весьма благоприятны. [c.29]

Краевой угол 0 является мерой смачивания, его величина зависит от соотношения междл энергиями адгезии и когезии жидкости. Для твердых смачиваемых поверхностей (лиофильных или. по отношению к воде, гидрофильных) О<0<9() для не- мa Eивaeмь s (лиофобных или по отношешпо к воде. [c.92]

Методы регулирования смачивания основаны главным образом на изменении удельных поверхностных энергий. Для увеличения смачивания при конструировании композитов надо увеличить работу адгезии или уменьшить работу когезии (поверхностное натяжение) жидкости, например, введением поверхностно-активных веществ (ПАВ), изменением температуры Т. С повышением Т обычно повышается работа адгезии и уменьшается работа когезии смачивающей жидкости. В результате нерастекающаяся жидкость станет растекаться или процесс несмачи-вания перейдет в процесс смачивания. [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...