Внутренние напряжения в пленках и покрытиях

ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПЛЕНКАХ И ПОКРЫТИЯХ [c.81]

Летучесть характеризует скорость испарения растворителя и является одним из основных показателей его свойств она определяет концентрацию паров растворителя в окружающей среде и его токсичность. Чем больше в нем ароматических углеводородов, тем выше его токсичность. В связи с этим, несмотря на хорошую растворяющую способность ароматических углеводородов, их содержание в растворителях ограничивают. При слишком быстром испарении высыхающий в первую очередь поверхностный слой покрытия препятствует испарению растворителя из лежащих ниже слоев. Это приводит к появлению вспучивания и других дефектов. Быстрое испарение чрезмерно летучего растворителя затрудняет растушевку краски, ухудшает растекаемость ее по поверхности, а также может привести к появлению внутренних напряжений в пленке и снижению ее прочности. [c.25]

При воздействии активных растворителей на покрытия на основе термореактивных полимеров высокой степени сшивания, к которым относятся, например, эпоксидные пленки, полученные в результате отверждения с помощью полиэтиленполиамина при 200 °С в течение 2 ч, происходит неравномерное распределение растворителя в пленке. Это приводит к возникновению высоких внутренних напряжений в пленке и к ее растрескиванию (рис. 10). В случае паров высокоактивного метиленхлорида внутренние напряжения резко возрастают, достигают максимума и падают вследствие образования трещин в пленке. При действии этилового спирта и ацетона происходит монотонное снижение внутренних напряжений, так как эти растворители оказывают пластифицирующее действие на покрытие. [c.27]

Консольный метод основан на измерении отклонения от первоначального положения консольно закрепленной упругой металлической пластинки с лакокрасочным покрытием (на одной стороне) под влиянием внутренних напряжений в пленке лакокрасочного покрытия (рис. 121). Определив отклонение от первоначального положения А/г (см), зная модуль упругости пластины Е (кгс/см ), длину пленки лакокрасочного покрытия L (см), толщину пластины 5 (см) и толщину высушенного лакокрасочного покрытия Лх (см), можно подсчитать внутренние напряжения (кгс/см ) по формуле [c.251]

Условия механической стабильности и жизнеспособности пленок и пленочных структур. Из изложенного материала следует, что в пленках и покрытиях, нанесенных на жесткие подложки, практически всегда возникают внутренние напряжения. В качестве примера в табл. 2.1 приведен примерный уровень напряжений, который может формироваться в различного рода тонких слоях и покрытиях. Из данных табл. 2.1 видно, что в ряде случаев уровень внутренних напряжений в пленочных структурах и поверхностных слоях может быть очень высоким. [c.85]

Наличие в пленках и покрытиях внутренних напряжений приводит прежде всего к накоплению в них избыточной свободной энергии. Поэтому в таких пленках могут ускоренно протекать процессы диффузии, старения, рекристаллизации и т. д., способные существенно изменить первоначальные свойства пленок, что делает их нестабильными. [c.85]

При нагревании подавляющее большинство твердых тел испытывает расширение, приводящее к изменению их размеров. Различие коэффициентов теплового расширения (КТР) вызывает появление внутренних напряжений в пленках, покрытиях, адгезионных соединениях, сварных швах и т. д., что не всегда желательно и допустимо. Поэтому практически важным является согласование КТР материалов, идущих на изготовление РЭА. Для подбора этих материалов и направленного изменения их КТР требуется знание физической природы самого явления теплового расширения тел Рассмотрим кратко ее суть. [c.135]

Внутренние напряжения в пленке возникают в результате сокращения объема (усадки пленки) при улетучивании растворителей и летучих продуктов деструкции, а так же как следствие разных коэффициентов линейного расширения покрытия и подложки. [c.266]

Внутренние напряжения в пленке покрытия действуют в касательном направлении и стремятся отделить ее от поверхности. Длительное напряжение в пленке ослабляет адгезионные связи 224 [c.224]

Установлено [7, 8], что внутренние напряжения, возникающие в желатиновой пленке, защемленной по контуру, составляют 28—35 МПа. Внутренние напряжения в желатиновых покрытиях на стальной подложке, определенные консольным методом, оказались равными 27—32 МПа [14]. Внутренние напряжения в тех же покрытиях на стеклянной подложке, рассчитанные по напряжениям в подложке, измеренным с помощью оптического метода [10], оказались равными 35 МПа. Таким образом, значения внутренних напряжений в одном и том же покрытии, определенные различными методами, в пределах точности измерений хорошо совпадают. Следовательно, все три метода дают объективные характеристики напряженности покрытий. Однако по удобству проведения экспериментов, доступности и универсальности эти методы существенно различаются. [c.157]

Большое влияние на жизнеспособность пленок и покрытий могут оказывать процессы старения, сопровождающиеся, как правило, заметным изменением свойств пленок — уменьшением пластичности, прочности, увеличением внутренних напряжений и т. д. Особенно сильному изменению, приводящему часто к растрескиванию, могут подвергаться полимерные и другие пленки при длительном их хранении в атмосферных условиях. [c.88]

Лакокрасочные покрытия в процессе эксплуатации практически всегда находятся под действием внешних и внутренних напряжений, поэтому для оценки качества лакокрасочных материалов и долговечности покрытий обязательным является испытание физи-ко-механических свойств пленок и покрытий. [c.103]

Структура монографии остается такой же, как и двух предыдущих [1, 2]. Вначале дана классификация и общая характеристика адгезии пленок и покрытий (гл. I). Затем подробно изложены методы оценки адгезионной прочности (гл. II). После рассмотрения причин адгезии в воздушной и жидкой средах (гл. III и IV) показаны способы формирования пленок и влияние этих способов на адгезию и адгезионную прочность (гл. V). Дальше изложены вопросы изменения адгезии под действием электрического поля (гл. VI) и при наличии внутренних напряжений (гл. VII). [c.10]

Таким образом, чем крупнее образцы, тем меньше разброс значений адгезионной прочности и меньше среднее квадратическое отклонение [91]. Уменьшение адгезионной прочности с ростом площади контакта прилипшей пленки определяется разрушением по слабым местам зоны контакта. Эти слабые места могут возникнуть под действием различных примесей и включений, трещин и плохо очищенных участков площади контакта, а также в результате внутренних напряжений. У идеального бездефектного покрытия степень однородности m оо, т. е. адгезионная прочность, не должна зависеть от размера прилипшей пленки. [c.96]

Предельные значения напряжений, полученные по формуле (VII,4), несколько выше фактических, найденных экспериментально. В пленке из нитроцеллюлозы не возникают высокоэластическая и пластическая деформации. Поэтому расчетные значения предельных внутренних напряжений лишь незначительно превышают экспериментальные данные. В то же время для полиэфирных покрытий расчетные значения предельных внутренних напряжений в 10— 15 раз превышают экспериментальные значения. Такое превышение объясняется развитием релаксационных процессов, снижением значения кажущегося модуля по отношению к мгновенному модулю, вследствие чего фактические значения внутренних напряжений значительно снижаются, что и фиксируется экспериментально. [c.308]

Следовательно, несмотря на образование более мелкой и плотноупакованной структуры для покрытий по сравнению со свободными пленками, что в соответствии с данными работы [33] должно способствовать повышению их стойкости к фотоокислению, стойкость покрытий ниже, чем свободных пленок. Это дает основание считать, что действие внутренних напряжений приводит к усилению процессов фотоокисления покрытий. В связи с тем, что исследованные пленки и покрытия различаются по размерам структур и плотности их упаковки, было рассмотрено фотоокисление покрытий в изогнутом состоянии, т. е. при дополнительном воздействии растягивающих напряжений 1,4 МПа при 10 °С и 0,5 МПа при 60°С. [c.46]

Нанесение на какую-либо поверхность оптической детали тонкой пленки лака, краски (покрытия вообще) вызывает ее напряженно-деформированное состояние. Необходимо знать, какие напряжения могут возникать при покрытии детали тем или иным составом, какие они могут вызывать искажения. Кроме того, может иметь определенный интерес определение напряжений и в самих покрытиях, например в таких, на которые наносятся дифракционные решетки. При высыхании или полимеризации объем нанесенного слоя уменьшается, происходит его сжатие. Силы адгезии между покрытием и оптической деталью не позволяют покрытию свободно сжиматься, поэтому оно оказывается растянутым, а деталь — сжатой. Возникающие внутренние напряжения снижают прочность и долговечность покрытий, их адгезию к детали. Покрытие растрескивается, если нормальное напряжение в нем больше предела прочности на разрыв. Кроме того, [c.23]

Независимо от назначения покрытий наиболее характерные их дефекты — отслоение от металлической поверхности и растрескивание, значительно снижающие долговечность покрытий. Поэтому необходимо искать новые пути получения более прочных покрытий. На долговечность покрытий чаще всего оказывают влияние величины основных характеристик покрытия прочность адгезионного шва покрытия с металлической подложкой, прочность покровной пленки и внутренние напряжения в ней. Величины этих характеристик 3 процессе эксплуатации изменяются в зависимости от действующих нагрузок, среды, температурно-временных факторов. [c.142]

Чрезмерно быстрое испарение растворителей, кроме того, может привести к возникновению таких внутренних напряжений в формируемом покрытии, которые превысят прочность еще сырой пленки покрытия и вызовут ее разрушение. С другой стороны, применение в смеси только медленно летучих растворителей значительно удлиняет процесс сушки. [c.165]

Внутренние напряжения являются силами, разрушающими покрытие, их постоянное и длительное действие в полимере приводит к постепенному снижению прочности пленки (Ор). В результате этого со вре- [c.224]

Установка состоит из звездообразной станины, куда крепятся шесть образцов. Отклонение пластинок от первоначального положения в результате процессов высыхания и старения фиксируется через микроскоп. Установка может быть помещена в специальный термостат или криостат для определения внутренних напряжений в широком диапазоне положительных и отрицательных температур. Измерение внутренних напряжений с одновременным определением предела прочности, разрывного удлинения, модуля упругости лакокрасочных пленок позволяет оценивать и прогнозировать поведение пленок покрытий в заданных условиях и регулировать величину внутренних напряжений путем изменения состава покрытий. Изменяя рецептуру кремнийорганических эмалей путем введения слюды, алюминиевой пудры или окиси кобальта (рис, 122), было показано, что окись кобальта способ- [c.251]

Пластификаторы, пигменты и наполнители по-разному влияют на адгезионную прочность покрытий. В большинстве случаев зависимость адгезионной прочности от концентрации пластификаторов имеет максимум, особенно если используют полярные пластификаторы и полимеры (рис. 4.10). Экстремальная точка приходится на концентрацию пластификатора, при которой материала пленки близка к комнатной. Увеличение адгезионной прочности — результат адсорбции пластификатора на активных центрах твердой поверхности и изменения ее природы, а также снижения внутренних напряжений в покрытии. [c.87]

Если принять во внимание наиболее существенные характеристики, декоративные краски можно рассматривать как дисперсии пигментов в растворах связующих при различных соотношениях компонентов. После превращения в сухую пленку в покрытии преобладающим компонентом является пигмент, однако следует иметь в виду, что в некоторых случаях в пленке высохшего покрытия может оставаться воздух, что имеет особое значение для декоративных материалов. Связующее может также претерпевать физические и химические превращения, в результате чего возможно возникновение внутренних напряжений, которые следует принимать во внимание. [c.229]

На каждой стадии формирования покрытия величина напряжений определяется усадкой покрытия, его упругими свойствами и релаксационными процессами, которые приводят к уменьшению или полному-снятию внутренних напряжений. Поэтому, изучив кинетику формирования упруго-релаксационных свойств полимерных пленок и усадочные явления в них, можно рассчитать внутренние напряжения, которые возникнут в покрытии, получаемом на твердой подложке. Такой подход к изучению механизма возникновения внутренних напряжений в полимерных покрытиях был описан для пленок желатины [3]. [c.20]

Процесс изготовления пленок и покрытий на твердых подложках, а также процессы соединения твердых тел с помощью различных адгезивов (склеивание, пайка, сплавление с использованием эв-тектик и т. п.) сопровождаются, как правило, возникновением в пленках и подложках и в адгезионных слоях внутренних напряжений, которые могут резко ослабить прочность образующейся системы, изменить свойства самих пленок, а в ряде случаев вызывать их растрескивание и отслаивание. Иногда это происходит в процессе изготовления пленочных структур и тогда требуется изменение технологического процесса их получения, но чаще все неприятности, связанные с существованием внутренних напряжений в пленочных и других структурах, проявляются только в процессе эксплуатации аппаратуры, приводя к отказам. [c.81]

Для нанесения покрытий в лак или эмаль окунали стержни из чугуна СЧ 12-28 (высотой 120 мм и диаметром 10 мм, с радиусом закругления нижнего конуса стержня 10 мм) я изогнутые пластины из углеродистой стали (размерами 55x32x2 мм, с радиусом кривизны 100 мм). Испытания последних образцов с выпуклыми и вогнутыми поверхностями проводили для определения влияния конфигурации изделия на внутреннее напряжение лакокрасочных пленок и, следовательно, на стойкость покрытия. Толщина покрытия на всех образцах была 200 мкм. [c.103]

Водостойкость бакелитовых (резольных) лаков известна давно [3]. При бакелизации (специальной термической обработке) фенольные лаки переходят в нерастворимое состояние и приобретают высокую механическую прочность и водостойкость. Однако увеличение температуры сушки при отсутствии полярных групп в полимере приводит к сильному возрастанию внутренних напряжений в пленке, результатом чего является низкая адгезия бакелитовых лаков. Поэтому покрытия наносят только на предварительно обработанную песком поверхность. [c.194]

Достоинством фенолоформальдегидных смол является их высокая твердость, стойкость к воде, нефтепродуктам и различным химически агрессивным средам. Однако в качестве лакокрасочных материалов они находят ограниченное применение из-за хрупкости получаемой пленки, слабой адгезии и неустойчивости к механическим воздействиям, которая объясняется высокими внутренними напряжениями в покрытии. Для устранения этого недостатка вводят пластификаторы. С целью повышения эластичности покрытий на основе фенолоформальдегидных смол успешно применяются эластомер-ы, в частности карб-оксилатный бутадиен-нитрильный каучук СКН-26-125. При его введении достигается лучшая адгезия и минимальное водопо-глощение. [c.73]

Еще один способ упрочнения состоит в нанесении на только ЧТО отожженное и потому лишенное внутренних напряжений стекло различных пленочных покрытий. Пленки не приклеивают к стеклу, а напыляют на него аэрозольными генераторами. Цель напыления —не только прочность. Окисноме- [c.97]

Подготовка порошков для напыления. Улучшение физикомеханических и защитных свойств покрытий достигается как правильностью ведения технологического процесса нанесения, так и соответствующей подготовкой порошковых полимерных материалов перед их нанесением на защищаемую поверхность. Известно, что при высоких температурах у полимеров наблюдается термоокислительная деструкция, которая неизбежна в процессе нанесения покрытия. Введение в порошки полимеров специальных стабилизаторов предотвращает термоокислительную деструкцию в процессе нанесения полимера на металлическую поверхность, а одновременное введение наполнителей способствует увеличению адгезии покрытия к металлу и снил ению внутренних напряжений в его пленке. Источником возникновения напрял ений считают уменьшение объема формируемой пленки вследствие испарения растворителей и химических реакпий термическое сжатие при высокой температуре пленкообразова-152 [c.152]

Качество изоляционного покрытия во многом определяется состоянием поверхности защищаемого металла. Наличие окалины, ржавчины, формовочной земли, остатков сварных флюсов, масляных и других загрязнений обусловливают химическую неоднородность поверхности металла. Это приводит к ускоренному развитию коррозионных процессов. Особенно опасно наличие несплошной окалины, которая образуется при повышенных температурах и которая состоит из безводных окислов FeO, Рез04, РегОз. Окраска и состав окалины зависят от температуры, при которой она возникает. Если температура ниже 575° С, то окалина имеет коричнево-красный оттенок. При более высокой температуре цвет окалины темно-синий. Окалина, образующаяся при прокате стальных цельнотянутых труб, при температуре около 500° С, почти не содержит FeO, а поэтому в коррозионном отношении она оказывается более стойкой и обладает защитными свойствами-Однато защитное действие окалины может проявиться только в случае ее полной непрерывности. Последнее условие практически невыполнимо, так как при превращении железа в РегОз происходит увеличение объема в 2,16 раза. Следствием этого является возникновение внутренних напряжений в слое окалины, которые в свою очередь обусловливают появление трещин, пузырей и разрывов в слое окалины. Разрывы в пленке окалины образуются также при механических и термических воздействиях. Благодаря несплошности окалины стальное сооружение, находящееся в контакте с электролитом, подвергается электрохимической коррозии, так как поверхность, покрытая окалиной, оказывается катодом, а металл в дне трещины анодом. [c.96]

Снижение внутренних напряжений возможно путем изменения технологического процесса нанесения покрытий. При изготовлении зеркал, например, тонкая пленка серебра может отслаиваться от стекла после осаждения на нем меди. Причиной этого процесса является возникновение внутренних напряжений в слое меди и малая адгезионная нрочность серебра со стеклом. Добавка в электролит 0,2 г/л сегнетовой соли устраняет отслаивание. Снижение внутренних напряжений никелевых покрытий и увеличение их адгезионной прочности может быть достигнуто путем введения в электролит к-толуолсульфамида [233]. [c.309]

Определение внутрених напряжений в покрытиях по изгибу мягкой подложки заключается в следующем. Покрытие наносят на гибкую подложку (бумагу, фольгу и т. п.). В процессе формирования покрытия динамометром фиксируется усилие сокращения пленки. Зная поперечное сечение пленки 5 и силу Р, рассчитывают внутреннее напряжение ствн, возникающее в покрытии авп=Р/5. [c.26]

Значительная часть публикаций, посвященных светостойкости покрытий, носит описательный характер. В них лишь приводятся экспериментальные данные о разрушении покрытий в различных климатических условиях и аппаратах искусственной погоды или о структурных превращениях, протекающих в свободных пленках под действием светового излучения. Особенности же процессов фотоокислительной деструкции покрытий, обусловленные адгезионным взаимодействием с подложкой, приводящем к торможению релаксационных процессов и возникновению внутренних напряжений, в них не учитываются. [c.5]

Чем ниже сорбция и проницаемость, тем более долговечным является лакокрасочное покрытие, так как в агрессивных средах их химическая устойчивость значительно выше бетона и стали. Отказ систем лакокрасочных покрытий в основном наблюдается, когда пленка становится проницаемой для паров воды, газов, пыли и начинается коррозия уже под защитными покрытиями (рис. 28). При увеличении количества слоев и соответственно толщины проницаемость уменьшается. Однако происходит это до определенного предела — для каждого вида покрытий существует своя критическая толщина, выше которой заметного улучшения защитных свойств не происходит. При увеличении толщины в пленке возрастают внутренние напряжения, снижается адгезия и прочность, в то время как проницаемость мало изменяется. Установлено, что критическая толщина эпоксидных покрытий на металлической поверхности составляет 100—120 мкм, перхлорвиниловой—180 мкм. На бетонной поверхности критическая толщина увеличивается для эпоксидных покрытий до 150—250 мкм, перхлорвиниловых и хлорсуль-фированного полиэтилена — 250 мкм (табл. 16, 17, 18). [c.68]

Из полученных данных следует, что подложка участвует в формировании внутренних напряжений в полимерных покрытиях лишь постольку, поскольку она препятствует свободной усадке покрытия в процессе формирования. Этот вывод подтверждается тем, что в желатиновой пленке, защемленной по контуру, при ее высыхании возникают внутренние напряжения, равг ные 28,7 — 35 МПа, т. е. такие же, как и в желатиновых покрытиях на жесткой подложке [23]. [c.20]

В работе [4] исследовано поведение свободных и ад-гезированных лаковых пле- нок при атмосферном старении. Результаты испытаний приведены в табл. 4.1. Из таблицы следует что свободные ненапряженные нитропленки через 3 месяца после начала атмосферного старения проявляли лишь слабый эффект двулучепреломления и сохраняли целостность, тогда как эти же пленки, адге-зированные на подложке, уже через месяц полностью разрушались. Аналогичным образом вели себя пленки и покрытия из масляного лака. Эти данные показывают, какое существенное влияние оказывают внутренние напряжения на защитные свойства полимерных покрытий. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...