Поверхностные явления и адгезия

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И АДГЕЗИЯ [c.7]

Б а к л и Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии Пер. с англ. - М.. Машиностроение. - 1986. - 360 с. [c.80]

Попытки установить корреляцию между эксплуатационными характеристиками армированных пластиков и основными положениями химии поверхностных явлений оказались безуспешными. Адгезия красок, каучуков и герметиков к поверхности минеральных веществ и прочность стеклопластиков (особенно после выдержки в воде) очень слабо зависят от контактных углов смачивания, поверхностного натяжения адгезива, наличия непрочных пограничных слоев, морфологии и химии поверхности минеральных наполнителей и других важных факторов. Вполне вероятно, что при оценке адгезионных свойств по механическим характеристикам композитов могут использоваться отдельные параметры или их сочетания, которые оказываются несущественными при рассмотрении адгезии полимерных цепей на молекулярном уровне. [c.182]

В книге рассмотрены поверхностные явления расплавов на границе с твердым телом. Приведены результаты исследования растекания, смачивания, растворения, адгезии, а также межфазных явлений на границе твердое тело — расплав, которые широко привлекаются к решению теоретических вопросов спекания, пропитки, кристаллизации, модифицирования и других важных проблем. [c.2]

Учитывая, что основными агрегатами любой технологической установки являются колонны, трубчатая печь и реакторы, в работе исследованы поверхностные явления (адгезия, диффузия, коррозия) при контакте продуктов переработки углеводородного сырья с металлами, а также влияние [c.18]

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]

Прочность прилипания жидкости к твердому телу / тж и прочность контактного соединения двух твердых тел тт, в отличие от работы адгезии, имеют размерность удельной силы [Н/м (Па), кгс/см ]. Прилипание и контактное соединение, как и адгезия,— чисто поверхностные явления. Они являются начальными стадиями сцепления. Расплавы прилипают лишь к нагретым поверхностям. Для каждой поверхности (при прочих равных условиях) характерна определенная температура, ниже которой прилипание не наступает. [c.186]

Второй способ усиления адгезии — введение активаторов адгезии в состав покрытия или основного материала. Поскольку адгезия представляет собой чисто поверхностное явление, то для объяснения механизма адгезии и действия активаторов применимы некоторые аспекты теории кинетики гомогенных бимолекулярных [c.206]

Исходя из вышеизложенного, можно следующим образом объяснить явления прилипания (адгезии) лакокрасочных пленок к твердой поверхности. Прилипание пленки к поверхности (адгезия) обусловливается степенью смачивания поверхности жидким пленкообразующим, образованием ориентированного адсорбционного слоя на твердой поверхности и возникновением двойного электрического слоя на границе пленкообразующее—твердая поверхность в период пленкообразования. Эти свойства зависят от разности зарядов пленки и твердой поверхности (металла), от наличия полярных молекул в пленкообразующем, от поверхностного натяжения на границе жидкое пленкообразующее или пленка—твердая поверхность, от состояния и характера твердой поверхности и от толщины пленки. [c.219]

Среди поверхностных явлений особое место занимают процессы, происходящие при склеивании различных материалов. Склеивание осуществляется с помощью специальных веществ, которые вследствие взаимодействия с поверхностью изделий и изменения своего физического состояния способны при определенных условиях прочно скреплять склеиваемые материалы. Скрепление различных материалов с помощью клеев является, таким образом, результатом проявления сил специфической адгезии (прилипания). Вели- чина адгезии измеряется силой, которую надо приложить, чтобы нарушить контакт двух склеенных тел. [c.7]

Свободная поверхностная энергия —важная термодинамическая характеристика, величина которой определяет протекание многих процессов. Вероятность образования зародышей новой фазы при фазовых переходах (гл. 8) в химических реакциях (гл. 9) и росте кристаллов (гл. И) определяется тем, могут ли зародыши увеличиться до критических размеров, а росту зародышей главным образом препятствует общее увеличение свободной энергии за счет поверхностной энергии зародышей. Поверхностная энергия также является определяющим параметром во всех процессах и явлениях, связанных со смачиванием, таких, как адгезия, флотация, действие моющих средств и т. д. Краевой угол смачивания и смачиваемость твердого тела характеризуются широко известными термодинамическими уравнениями, включающими поверхностные энергии и энергию поверхности раздела твердой и жидкой фаз. Так, самопроизвольное растекание жидкости по поверхности твердого тела обусловлено уменьшением свободной энергии оно происходит тогда, когда величина поверхностной энергии твердого тела превышает сумму поверхностной энергии жидкости и энергии поверхности раздела между твердым телом и жидкостью. [c.181]

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]

При образовании в результате капиллярных явлений слоя жидкости в зазоре между частицами и поверхностью (см. рис. IV, 6, б, в) сила адгезии частиц будет равна капиллярным силам. В связи с тем, что сила адгезии и размеры прилипших частиц поддаются измерению, рекомендовано [90] определять по уравнениям (IV, 40) и (IV, 41) поверхностное натяжение воды (или другой жидкости), если известны величины и г. Ниже приведены экспериментальные данные по определению поверхностного натяжения методом измерения сил адгезии стеклянных шариков в присутствии капиллярно-удерживаемой жидкости на стеклянных поверхностях [c.114]

При стекании зарядов за счет поверхностной проводимости уменьшение зарядов происходит до некоторого предела, который можно определить экспериментально. Уменьшение заряда после отрыва пленки зависит прежде всего от свойств материала контактирующих тел. Высокая проводимость металла приводит к тому, что двойные слои, которые возникают при адгезии металлов, не обнаруживаются при нарушении адгезионного контакта. На пленках, изготовленных из полиэтилена, поливинилацетата и других, заряды практически не стекают. С поверхности древесины, стекла, целлофана и некоторых каучуков, которые обладают изоляционными свойствами, возможно быстрое стекание зарядов. Это явление объясняется большим сродством к воде указанных материалов и наличием адсорбированной пленки воды. Максимальный заряд, который измеряют экспериментально на поверхностях после их разъединения, составляет 2,9 -10" Кл/м , а средний заряд колеблется в пределах от 10 до 10-е Кл/м [8]. [c.132]

Высокие давления в зоне контакта при резании увеличивают истинную площадь контакта. Сам процесс непрерывного скольжения стружки и обрабатываемого металла вдоль поверхностей инструмента способствует образованию сильных металлических связей, разрушая слои поверхностных окислов. Поэтому явления адгезии при резании проявляются наиболее сильно. [c.166]

Тренне обусловлено в первую очередь силами адгезии на участках реального контакта резца и детали. При соприкосновении поверхности контактируются своими выступающими участками и давление на этих участках становится достаточным для пластического течения и непосредственного контакта чистых поверхностей. В таких участках наблюдается холодное сваривание. Чем сильнее развивается явление схватывания или сваривания, тем больше коэффициент трения, тем больше наклепывается поверхностный слой [28], [44]. [c.226]

Склеивание может происходить практически без введения энергии в место соединения благодаря силам адгезии (прилипания) между жидким клеем и молекулами поверхностных слоев твердого теЛа и химическим реакциям. Способность клея соединять изделия объясняется также силами остаточного химического сродства между находящимися на поверхности молекулами клея и склеиваемого материала. Эти силы примерно в 10—100 раз меньше основных сил химической связи в простых молекулах. Они, например, порождают у жидкостей явление поверхностного натяжения, способность смачивать или не смачивать поверхности различных материалов. В случае высокомолекулярных соединений, где мономерная молекула, повторяясь в полимере тысячи раз, образует макромолекулу, силы адгезии возрастают пропорционально росту молекулярного веса. Эти силы, имея электрическую природу, в значительной степени зависят от химической структуры клея и склеиваемого материала[27]. [c.15]

Отсюда видно, что при определении адгезии между жидкостью и твердым телом мы имеем дело с явлениями смачивания, связанными с поверхностным натяжением между тремя находящимися в системе фазами жидкой /, газообразной 2 и твердой 3 (рис. 104). [c.214]

Более 30 лет назад была начата работа, которая привела к возникновению еще одного крупного междисциплинарного направления в геологии -электрогеохимии [8]. Это направление сформировалось на стыках термодинамики и электрохимии, частично физики твердого тела, физики поверхностных явлений, учении о сорбции, адгезии и катализе и многих других дисциплин, включая геологические. [c.27]

При нанесении стеклоэмат евых и стеклокристаллических покрытий величина адгезии как чисто поверхностного явления характеризует лишь начальную стадию сцепления. Сцепление есть следствие вторичнь1х процессов при обжиге покрытия, при которых форм1фуются новые переходные слои (один, два и более) между покрытием и основой. Границы раздела бывают размытыми или сравнительно чётко выраженными. [c.48]

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]

Коллоидами называют гетерогенные системы, одна из фаз которых находится в сильно-)аздробленном (высокодисперсном) состоянии. Раздробленная (дисперсная) фаза (фазы) распределена в окружающей (дисперсионной) среде. Высокодисперсные (коллоидные) системы отличаются от обычных гетерогенных систем повышенной ролью таких явлений, как адсорбция и топохимические реакции, адгезия (слипание разнородных поверхностей) и смачивание. Все эти явления объединяются в группу так называемых поверхностных явлений, причем первые два относятся к химическим поверхностным явлениям, вторые — к физическим. [c.265]

К поверхностным явлениям относятся также когезия, адгезия, смачивание и ряд дрз гих, ифающих важтта роль при разработке композитов. [c.60]

При нанесении ПИНС в растворителе на металл происходят физико-химические явления на границах раздела ПИНС в растворителе — металл и ПИНС в растворителе — воздух . Поэтому важнейшими характеристиками пленкообразующих нефтяных составов, определяющими их структуру и поведение в системе металл — ПИНС — растворитель , являются удельная электрическая проводимость (р), диэлектрическая проницаемость (е), поверхностное натяжение на границе с воздухом (сгп/о), сила, работа и энергия когезии Рк, Wk, к) и адгезии Fa, Wa, а), 3 тзкже ряд взаимосвязанных показателей — относительная полярность, плотность энергии когезии и др. [c.90]

В процессе резания инструмент под влиянием тепловых и механических воздействий, а также вследствие приваривания раскаленной стружки изнашивается. Износ режущих инструментов происходит при больших поверхностных давлениях и высоких значениях коэффициента трения и температур износ — явление весьма сложное это — результат трения, эрозии, царапин, выкрашивания, адгезии, диффузии, химических, электрических, усталостных и других процессов. Иногда может наступить так называемое ювенильное трение металлов с неокисленной поверхностью. [c.19]

Не прозвучало должных аргументов в пользу определения адгезии как явления [18]. Мы считаем, что адгезия представляет собой следствие поверхностных явлений физического и/или химического характера, итог разнообразных процессов, что и соответствует переводу с латинского слова adhaesio. Когда хотят описать эти процессы, предшествующие возникновению адгезии, вероятно, уместно пользоваться понятием явление , а когда говорим о результате процессов, то точнее будет применить слово состояние . Принимая во внимание вышеизложенное и определения, имеющиеся в зарубежной литературе, например, в известном словаре [19], предлагается следующая дефиниция адгезия — состояние взаимного удержание приведенных в соприкосновение двух разнородных твердых и/или жидких тел (фаз) в результате действия физических и/или химических сил. [c.437]

Склеивание — процесс изготовления неразъемных соединений деталей с помощью адгезивных материалов клея, клеевой композиции, адгезива, герметика и т. д.). Адгезия (сцепление, прилипание) — поверхностное явление, заключающееся в возникновении физического и (или) химического взаимодействия между телами в конденсированном состоянии (жидкость, твердое тело) при их молекулярном контакте, приводящее к образованию гетерогенной системы — адгезионного соединения. На явлении адгезии основаны склеивание, сварка, пайка, окрашивание и др. Адгезионное состояние образуется в результате адгезионного взаимодействия и обладает комплексом характеристик, определяемых свойствами адгезива и субстрата (поверхность склеиваемого элемента). [c.556]

Любая сварочная система состоит из нескольких фаз, контактирующих между собой. Поскольку, многие процессы определяются явлениями, протекающими именно на поверхностях раадела, поверхностные свойства фаз (поверхностное и межфазное натяжения) и поверхностные явления на границах между фазами (адгезия, смачивание, адсорбция и т. д.) играют весьма важную роль в сварочных процессах. [c.15]

Бенедикс и Зедерхольм [4] изучали это явление. Оказалось, что слабо диссоциированный раствор, например сниртовый раствор 0,1%-ной азотной кислоты, пассивирует шлиф. Окисная пленка не образуется, если в этом растворе увеличить степень диссоциации травителя разбавлением водой. В растворе азотной кислоты скорость взаимодействия зависит от природы растворителя и растет с увеличением электрической проводимости [5]. Растворители по уменьшению проводимости и степени диссоциации можно расположить в следующий ряд вода, метиловый спирт, этиловый спирт, глицерин, пропиловый спирт, изоамиловый спирт, уксусный ангидрид, амилацетат. Применение спиртовых реагентов улучшает равномерность травления и позволяет использовать кислоты высокой концентрации. Пониженная степень диссоциации спиртовых растворов позволяет повысить концентрацию кислоты в реактиве. В растворе наряду с ионами водорода и кислотными радикалами присутствуют недиссоциированные молекулы кислоты. В результате меньшей диссоциации спиртовые растворы используются более длительное время, чем водные. Улучшение равномерности травления спиртовыми реагентами по сравнению с водными происходит вследствие того, что спирт удаляет следы жира с поверхности шлифа [6] и имеет с ней большую адгезию, чем вода. Скорость смачивания зависит от поверхностного натяжения действующего травителя и сказывается уже при погружении шлифа в сниртовый раствор. [c.32]

При пластической деформации выступов фактическая площадь контакта почти не зависит от микрогеометрии поверхности, определяется пластическими свойствами материала и нагрузкой. Упрочнение материала влияет на формирование фактической площади контакта, которая при этом зависит от нагрузки в степени. В случае упругой деформации шероховатостей на фактическую площадь контакта существенно влияют геометрические характеристики шероховатости и упругие свойства материала. Площадь в этом случае пропорциональна нагрузке в степени 0,7-0,9. В узлах трения механизмов и машин, приборов, оборудования часто встречающимися видами износа являются адгезионный, абразивный, коррозионно-механический, усталостный. При воздействии потока жидкости, газа возникает эрозионное изнашивание. Наиболее интенсивно изнашивание протекает в процессе заедания. Поверхности трения при малых колебательных пере-меще1шях подвержены фреттинг-коррозии. В условиях кавитационных явлений возникает кавитационное изнашивание. Механизм физико-химических связей при адгезионном взаимодействии и интенсивность поверхностного разрушения непосредственно зависят от величины площади фактического контакта [4, 8—12]. Значительный рост интенсивности изнашивания наблюдается при достижении контактными нормальными напряжениями величины предела текучести материала. Энергия адгезии увеличивается при физически чистом контакте материалов и совпадающих по структуре материалов. Гладкость поверхностей способствует увеличению адге- [c.158]

Явление адсорбции на поверхностях кристаллов можно ясно доказать путем измерений краевого угла смачивания. Если, например, на поверхность кристалла поместить каплю жидкости, то устанавливается характерный краевой угол смачивания, который определяется работой адгезии между кристаллом и раствором. Краевой угол различен для каждой грани кристалла и сушественным образом зависит от адсорбированных пленок, которые изменяют межфазную энергию на границе кристалл — жидкость. При соприкосновении жидкости с кристаллом начинается энергетическое взаимодействие между молекулами жидкости и частицами поверхности кристалла, которое определяется работой адгезии кр/ж Величина tup/ж характеризует свободную энергию взаимодействия между обеими фазами, при-ходяшуюся на единицу поверхности. Величина складывается из удельной свободной поверхностной энергии кристалла Окр и жидкости сг . Эти поверхности образуются при отрыве жидкости от твердой поверхности, и эти величины входят со знаком плюс . Одновременно нужно учесть убыль удельной свободной межфазной энергии на границе кристалл — жидкость 7кр/ж, т.е. эта величина входит в энергетический баланс со знаком минус. Отсюда [c.274]

При этом физико-химические явления протекают обратимо, и к ним применимы понятия о свободной поверхностной энергии п. межфазной энергии, адгезии и смачивании, двойном элек- [c.3]

Засаливание абразивного покрытия лент в основном связано с явлением адгезии и внешне выражается в налипании частичек шлифуемого материала на рабочие поверхности абразивных зерен с последующим поверхностным заполнением межзе-ренных расстояний. На практике склонность к засаливанию абразивных лент можно определить по пластичности обрабатываемого материала. Чем выше пластичность обрабатываемого материала, тем выше вероятность засаливания шлифовального инструмента. С возрастанием твердости и прочности обрабатываемого материала уменьшается опасность засаливания лент. Для устранения засаливания рекомендуется применять ленты более открытой структуры, с менее прочным клеевым слоем, а также с соответствующим подбором СОЖ- [c.46]

Для объяснения физико-химической сущности адгезионных явлений предложены следующие теории адсорбционная, электрическая и диффузионная. Адсорбционная теория рассматривает адгезию как чисто поверхностный процесс, аналогичный адсорбции пленка удерживается на поверхности материала в результате действия межмолекулярных сил. Величина Wa адгезии жидкого клея к твердому телу выра-V т V т V г жяртря глрпуютттим л пяднрнирм [c.454]

При высоких температурах в зоне контакта происходят существенные изменения механических и химических свойств смазочных материалов, уменьшается стабильность кристаллической решетки, изменяются сдвиговые напряжения, более значительную роль играют явления окисления. На поверхности раздела твердой смазки и металла следует жидать уменьшения адгезии и влияния коррозионных факторов. Происходит также существенное изменение механических и химических свойств поверхностных слоев металлов, причем эти изменения могут быть настолько велики, что роль смазочных материалов будет сведена к нулю. [c.237]

С явлениями смачивания тесно связана растекаемость расплавленного припоя по поверхности оснорного металла. Растекаемость зависит в основном от состава флюсов и припоев, взаимодействия поверхностных энергий жидкого припоя и твердого металла, вязкости жидкого припоя, а также состояния поверхности нерасплавленного металла. В общем виде растекаемость расплава характеризуется разностью работы адгезии и когезии. Работа, адгезии, необходимая для растекания расплава металла, составляет порядка 10 —10 ккал/моль 199. Такой уровень энергии связи для металлических систем может быть обеспечен только химическими процессами, приводящими к резкому снижению межфазной энергии на границе твердого тела с жидкостью ((т ). Снижение межфазной энергии при газопламенной пайке обычно достигается введением в жидкий металл поверхностноактивных межфазных добавок, содержащихся в припое или флюсе. [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...