Твердые поверхности. Адгезия жидкостей к твердым поверхностям

Твердые поверхности. Адгезия жидкостей к твердым поверхностям [c.16]

Лакокрасочные материалы наносятся в жидком виде, поэтому прежде всего возникает вопрос об их взаимодействии с поверхностью, т. е. о смачивании последней и адгезии жидкости к твердой поверхности [1]. [c.16]

Величина од, з os 9 обозначается [3] как напряжение адгезии жидкости к твердой поверхности. Из уравнения (3) видно, что [c.17]

Жидкая фаза играет большую роль во многих процессах сварки. Жидкость отличается от твердого тела в первую очередь отсутствием длительного сопротивления сдвигу. Поэтому жидкость способна растекаться по поверхности твердого тола, и если она смачивает его, то по всей этой поверхности происходит соприкосновение и взаимодействие молекул жидкости и молекул поверхностного слоя твердого тела и прилипание или адгезия жидкости к твердому телу. [c.2]

Адгезия жидкости к твердой поверхности и ее смачивание измеряются Аа, т. е. разностью между суммой поверхностных энергий и на [c.449]

Смачивание твердых поверхностей. Конфигурация свободной поверхности жидкости, устанавливающаяся у линии контакта газообразной, жидкой и твердой фаз, зависит от относительной величины сил сцепления между молекулами жидкости (сил когезии) и сил сцепления между мо-и твердого тела (сил адгезии). Если результирующее притяжение молекулы жидкости к твердому телу вызывает смачивание, то твердую поверхность называют смачиваемой (гидрофильной), в противоположном случае — н е с м а ч и-ваемой (гидрофобной). Краевой угол 9 в точке контакта жидкости—газа—твердого тела является мерой смачивания (0 измеряется в жидкости от твердой поверхности). При помощи рис. 1-15 это можно объяснить следующим образом. Работа, необходимая для отделения жидкости от твердой поверхности, зависит от натяжений на поверхностях раздела в соответствии с соотношением [c.44]

Адгезию часто трактуют как молекулярную связь двух соприкасающихся разнородных тел (фаз). Такое определение, справедливое в известной степени для адгезии пленок и лакокрасочных покрытий, так как в данном случае влиянием окружающей среды можно пренебречь, не отражает всей сложности процессов, происходящих при адгезии частиц к твердой поверхности. Микроскопические частицы в воздушной (газовой) среде прилипают к твердой поверхности не только за счет молекулярных сил, но и под действием капиллярных сил жидкости, конденсирующейся в зазоре между контактирующими телами, под действием двойного электрического слоя, образующегося в зоне контакта, а также кулоновского взаимодействия и других причин. Кулоновские силы возникают между заряженными частицами и могут значительно превосходить молекулярные. Это используется, в частности, для удержания на листьях растений частиц пестицидов, распыляемых в электростатическом поле. [c.11]

Общая структура адгезива и субстрата обусловливает повышение адгезии льда к твердым поверхностям. Общая структура проявляется при контакте жидкости с поверхностью льДа при определенной температуре и не изменяется в дальнейшем при образовании пленки. [c.59]

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]

Исследования показывают, что на технических поверхностях нагрева число центров парообразования z зависит от материала, строения и микрошероховатости поверхности, наличия неоднородности состава поверхности и адсорбированного поверхностью газа (воздуха). Заметное влия 1ие оказывают различные налеты, окисные пленки, а также любые другие включения, приводящие к понижению работы адгезии. Под работой адгезии понимают работу, которую необходимо затратить для отрыва жидкости от твердой поверхности на единице площади. Эта величина характеризует меру молекулярного сцепления жидкости с поверхностью и связана с явлением смачивания. [c.109]

В третьем периоде процесса растекания можно наблюдать круглое пятно в виде ореола вокруг основного металла. Этот слой образуется, по-видимому, в результате поверхностной диффузии и растекание осуществляется уже по этой пленке. Можно полагать, что пленка будет представлять собой сложный раствор, содержащий компоненты Си—Ge и Мо—Мп, и будет состоять из диффузионных слоев, так как диффузия в жидкость протекает быстрее, чем в твердое. Величины работы адгезии этих припоев к твердым поверхностям различаются незначительно. Так, для металлизированной керамики и припоя Си—Ge—Re она составляет величину 2150 мдж м , т. е. адгезия является достаточной для обеспечения прочной связи припоя с керамикой. [c.61]

Растекание расплава припоя, как и всякой жидкости, по поверхности твердого тела определяется соотношением сил адгезии припоя к поверхности паяемого материала и когезии, характеризуемой силами связи между частицами припоя. [c.19]

Различают адгезию частиц [1] и жидкости [2] к твердым поверхностям, а также адгезию пленок и покрытий. Адгезия пленок и покрытий — явление, которое возникает при контакте твердых поверхностей с пленками, находящимися на этих поверхностях. [c.12]

Пленки, заключенные между двумя поверхностями, будут рассмотрены только в тех редких случаях, которые связаны с разъяснением адгезии односторонне прилипших пленок. Таким образом, главное внимание будет уделено пленкам, которые формируются в результате адгезии к твердым поверхностям. Подобно адгезии частиц и жидкости адгезия пленок связана с такими явлениями, как когезия и аутогезия. Когезия — взаимодействие между собой молекул материала пленки. Когезионное взаимодействие противодействует разрушению материала самой пленки. [c.13]

Для первого случая слияния капель, образование слоя жидкости и переход адгезива в твердое состояние связано с процессом теплопередачи между контактирующими телами. В результате теплопередачи от адгезива к поверхности субстрата и к окружающей среде происходит охлаждение адгезива. Повышенная температура капель расплава обусловливает отвод тепла и некоторый нагрев субстрата. Кроме того, первый случай формирования адгезива может быть реализован при нанесении холодного адгезива (обычно в виде порошка) на нагретый субстрат. В этих условиях образование жидкого адгезива из твердого происходит за счет тепла субстрата. Затем происходит охлаждение системы адгезив — субстрат в целом и образование твердого адгезива. [c.211]

Влияние свойств смачиваемости жидкости на кавитацию определить количественно довольно трудно. Если бы между потоком жидкости и направляющей поверхностью не существовало сил адгезии, то в каждой точке поверхности, в которой давление оказывалось бы ниже давления насыщенного пара, должна бы развиваться присоединенная кавитация независимо от существования ядер кавитации в самой жидкости. Однако, по-видимому, существует немного таких жидкостей (если они вообще существуют), способных циркулировать в течение некоторого времени, сохраняя сплошность и не создавая вследствие очищающего действия течения достаточно сильной связи с поверхностью, при которой кавитация начинается прежде всего в массе жидкости. Например, известно, что ртуть может прилипать к стеклу, хотя обычно считается, что она стекло не смачивает. Кажется также вероятным, что в смесях жидкостей, плохо смачивающих твердые поверхности, содержится множество ядер, и в них легко начинается кавитация, когда местное давление в течение достаточного промежутка времени падает ниже давления насыщенного пара. [c.111]

Адгезия пленки к поверхности бетона зависит как от свойств полимерной пленки, так и от свойств поверхности твердого тела. Природа силы сцепления пленки определяется адсорбцией молекул полимера на поверхности твердого тела. В том случае, когда покрывается поверхность бетона, имеющая неровности в виде микро- и макропор и трещин, большую роль играет так называемое механическое сцепление. В данном случае оно обеспечивается за счет проникания органической жидкости на некоторую глубину в толщу бетона и затвердевания этой жидкости [c.95]

Если на поверхности твердого тела капля жидкости, находящаяся в равновесии, принимает такую форму при которой краевой угол является острым, то жидкость смачивает твердое тело. В этом случае О < Ojj < — а , т. е. при смачивании притяжение молекул жидкости к молекулам твердого тела (адгезия) должно быть сильнее притяжения между молекулами жидкости (когезии). [c.9]

В прямой связи с активностью поверхности по отношению к связующему находится смачиваемость. При усилении адсорбционного взаимодействия полимера и поверхности смачиваемость увеличивается. Последняя же определяет термодинамическую работу адгезии, т. е. работу, необходимую для отрыва двух частичек. Согласно [2-12] работа адгезии ад на единицу площади, которую надо затратить для разделения поверхностей твердое тело — жидкость, определяется краевым углом смачивания 0 и поверхностным натяжением л<идкости ух, [c.18]

Приведенное выражение о работе адгезии относится к жидкому адгезиву. Очевидно, что после отверждения связующего 71, изменяется, вследствие чего приведенное выше уравнение может дать только качественное представление о прочности адгезионной связи, когда связующее в жидком состоянии. Кроме того, учитывая полимерный характер связующего, нельзя проводить полную аналогию между низкомолекулярными жидкостями и находящимся в жидком состоянии полимером. Это объясняется тем, что свободная энергия смачивания полимером твердой поверхности меньше, чем при смачивании низкомолекулярной жидкостью, вследствие расхода части энергии на разрушение структуры полимера при его взаимодействии с поверхностью. [c.19]

Молекулярное взаимодействие между частицей и поверхностью зависит от толщины слоя жидкости, находящегося между контактирующими телами. Расчеты показывают [163], что в водных растворах электролитов молекулярное взаимодействие между твердыми телами полностью экранируется при расстоянии между ними 10 см. При расстоянии, равном 10 см, молекулярная сила составляет примерно половину ее максимального значения. Для меньших расстояний молекулярная компонента адгезии увеличивается и близка к максимальной. [c.172]

Кроме того, значительная по величине пластическая деформация металлических образцов, вызванная их сдавливанием, также может привести к их полному контакту, а следовательно, к высокому адгезионному соединению. Высокую адгезию можно получить также нанесением жидкости на поверхность твердого тела в условиях полного смачивания. В этом случае после затвердевания образуется предельно прочный адгезионный шов. Примером может служить пайка и горячее лужение металлических поверхностей, образование полимерных покрытий из растворов или расплавов, образование клеевых швов, лакокрасочных покрытий и др. [c.37]

При рассмотрении свойств лаков и красок прежде всего возникает вопрос об их взаимодействии с твердой поверхностью, т. е. смачивании последней, и адгезии жидкости к твердой поверхности. При нанесении лака или краски на поверхность большую роль играет поверхностное натяжение на границе лак — поверхность окраски. При снижении поверхностного натяжения улучшается смачивание поверхности лаки лучше растекаются или, как говорится, разливаются по поверхности (рбзлив лака). [c.29]

Смачивание - процессы, происходящие при взаимодействии жидкости с поверхностью твердого тела или другой жидкости и проявляющиеся в растекании жидкости и формировании площади адгезионного контакта, в возникновении менисков, вытеснении одной жйдкости другой, образовании капель на поверхности или пузырьков в жидкости, проникновении жидкости в капиллярнопористые тела. Смачивание - следствие адгезии жидкости к определенной поверхности.- Мерой смачивания служит краевой угол смачивания 0, отсчитываемый от смачиваемой поверхности в сторону смачивающей жидкости. Для смачиваемых поверхностей О < 0 < 90°, для несмачиваемых - 0 > 90°. [c.363]

Из уравнения следует, что работа адгезии жидкости к твердой поверхности зависит от поверхностного натяжения жидкости на границе с газом и краевого угла смачивания твердого тела жидкостью. При условии, что 0с = О и os 0с = I, работа адгезии = 2ан г на границе с газом. В тех случаях, когда смачивания не происходит, адгезия уменьшается, а при полном несмачивании 0с = 180°, os 0с = —1 и 0. В этом случае [c.673]

Выше уже указывалось, что адгезия жидкости к твердой поверхности может быть определена по формуле Дюпре после экспериментального определения угла смачивания и поверхностного на- [c.22]

Таким образом, в процессе формирования прилипшей пленки имеют место основные виды адгезионного взаимодействия, а именно адгезия отдельных частиц и слоя частиц адгезия жидкости и смачивание поверхности субстрата и адгезия пленок. Каждый из видов адгезионного взаимодействия выполняет свои функции. Адгезия частиц с поверхностью определяет число частиц, которые прилипли к поверхности, что, в свою очередь, оказывает в.лияние вкоследстЕии на толщину н.ленки адгезива. Взаимодействие частиц между собой, т. е. их аутогезия, влияет па сплошность пленки. Кроме того, адгезия индивидуальных частиц обусловливает адгезию слоя прилипших частиц. Смачивание твердой поверхности слоем жидкости (этот слой образуется после расплавления прилипшего слоя частиц) [c.232]

При нулевом угле смачивания B si, = 2 Ti. , причем собственное притяжение жидкости равно Сьа + Оьо= 2аьв- В этом случае адгезия равна когезии. Если притяжение жидкости к твердой поверхности превосходит ее собственную силу когезии, то углы также будут нулевыми. При 0=180° адгезия равна нулю. В действительности адгезия всегда существует и 0 всегда меньше 180°. [c.116]

Влияние физико-химических и теплофизиче ск их свойств теплоотдающей поверхности. При за рождении паровых пузырьков затрачивается энергия на соверше ние работы против сил адгезии (работа, обусловленная образова нием на твердой стенке поверхности раздела между фазами, зави сящая от физико-химических свойств поверхности и свойств кипя щей жидкости). Поэтому при прочих равных условиях интенсив ность теплоотдачи к жидкости, кипящей на поверхностях нагрева выполненных из разных материалов, может быть различной. Од нако для таких поверхностей, как нержавеющая сталь, латунь хромированная медь, интенсивность теплообмена оказывается практически одинаковой i[15, 88]. [c.200]

Поверхностно-активные вещества. Для повышения адгезии пленкообразующих к укрываемым материалам и к частицам пигментов и наполнителей в целях образования более равномерной диспергированной суспензии лакокрасочной композиции в ее состав в процессе изготовления вводят поверхностноактивные вещества. Действие их основано на улучшении смачивания твердой поверхности жидкостью, т. е. раствором пленкообразующего в растворителе. Для этой цели применяются триэтаноламин, соли жирных кислот или сами жирные кислоты, лецетин, полиамиды, селиконовые масла и др., благодаря которым обеспечивается более равномерное распределение и прочная дисперсная система суспензии лакокрасочной композиции. [c.195]

АБЕРРАЦИЯ — искажение изображений, получаемых в оптических системах при использовании широких пучков света, а также при применении немонохроматического света АБСОРБЦИЯ— объемное поглощение вещества жидкостью или твердым телом АВТОИОНИЗАЦИЯ — процесс ионизации атомов в сильных электрических полях АВТОКОЛЕБАНИЯ— незатухающие колебания в неконсервативной системе, поддерживаемые внешним источником энергии, вид и свойства которых определяются самой системой АДГЕЗИЯ — слипание разнородных твердых или жидких тел, соприкасающихся своими поверхностями, обусловленное межмолекулярным взаимодействием АДСОРБЦИЯ — поглощение веществ из растворов или газов на поверхности твердого тела или жидкости АКСИОМА механических связей — действие связей можно заменить соответствующими силами (реакциями связей), а всякое несвободное твердое тело можно освободить от связей, заменив действие связей их реакциями, и рассматривать его как свободное, находящееся под действием приложенных к нему активных сил и реакций связей АКСИОМЫ [механики (закон инерции) — материальная точка, на которую не действуют никакие силы, имеет постоянную по модулю и направлению скорость статики (система двух взаимно противоположных сил, равных по напряжению и приложенных в одной точке, находятся в равновесии система двух равных по напряжению взаимно противоположных сил, приложенных в двух каких-либо точках абсолютно твердого тела и направленных по прямой, соединяющей их точки приложения, находятся в равновесии всякую систему сил можно, не изменяя оказываемого ею действия, заменить другой системой, ей эквивалентной две системы сил, различающиеся между собой на систему, эквивалентную нулю, эквивалентны между собой)] [c.224]

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]

Понятие об адгезии частиц. Обычно при определении термина адгезия (прилипание) подразумевают адгезию жидкости или пленок к твердой поверхности . Взаимодействие частиц с плоской поверхностью часто называют прилипаемостью , а взаимодействие частиц между собой слипаемостью . Такая терминология не универсальна и не удобна. Для единства в терминологии, а также ввиду того, что процессы, происходящие при контакте пленок и частиц пыли и порошков с твердой поверхностью, аналогичны , будем называть адгезией взаимодействие частиц с твердой поверхностью, а взаимодействие частиц-между собой — аутогезией. Адгезия и аутогезия обусловлены аналогичными причинами. [c.9]

Адгезия под действием электрического поля. Под действием элект рического поля в жидкой среде могут происходить следующие процессы адгезия частиц к поверхности, отрыв ранее прилипших частиц и образование агрегатов частиц. Адгезионное взаимодействие определяется свойствами и идкой среды и частиц, а также напряженностью электрического поля. При наличии твердых частиц в жидкости изменяется ее проводимость. Поверхностную проводимость суспензии можно выразить посредством относительной величины До 203], которая равна отношению электропроводности электролита к электропроводности суспензии, находящейся в этом электролите. [c.231]

Помимо параметров, характеризующих смачивание жидкого адгезива, сделана попытка связать адгезионную прочность пленок с некоторыми другими параметрами, характеризуюш,ими материал адгезива. При адгезии льда таким параметром является кристаллическая структура адгезива. Для оценки влияния этого параметра на адгезионную прочность все жидкости были условно разделены на классы [46]. К жидкостям класса А относятся галогенбензолы и сероуглерод. Они не воздействуют на кристаллическую решетку льда и дают критическое поверхностное натяжение, равное при —5 °С 29 мДнповерхностного натяжения близко к поверхностному натяжению систем вода — гексан (22 мДж/м ) и вода — хлорбензол (35 мДж/м ). Поэтому считают [46], что при температуре —5 °С структура поверхности льда ближе к структуре жидкости, чем к структуре твердого тела. Линейная зависимость между 0 и для жидкого сероуглерода на льду при температуре от —5 °С до —50 °С свидетельствует об отсутствии перестройки структуры жидкости на поверхности льда в кристаллическую в приведенном интервале температур. [c.59]

Проникновение и ненроникновение воды в зазор между контактирующими телами связывают с процессом окисления полиэтилена. Наличие рыхлой окисной пленки полиэтилена во втором случае обусловливает проникновение воды в зазор между контактирующими телами и снижение адгезионного взаимодействия. Распространение жидкости в зазоре между адгезивом и субстратом зависит не только от величины этого зазора, но и от способности твердых тел смачиваться [2]. Для определения роли смачивания исследовали адгезию пленок полиэтилена (в качестве наполнителей применяли тальк и окись алюминия) к стальной поверхности. Смачивание зависит от физико-химических процессов, происходящих на поверхности адгезива. К числу этих процессов относится термоокисление в ходе формирования пленки из полиэтилена. Использовали металлический субстрат в виде проволоки длиной 50 мм, [c.192]

Пленкообразующие вещества создайт защитную пленку, обла-дающую хорошей адгезией к нижележащей поверхности. Эта пленка служит одновременно и связующим для порошкообразных частиц пигментов и наполнителей лакокрасочного материала. Пленкообразующие вещества должны быть стойкими и прочными в условиях службы покрытия, а также химически нейтральными, особенно в случае нанесения их непосредственно на металлическую поверхность. За небольшими исключениями (например, жидкое стекло) пленко-образующие являются органическими веществами. Большинство их относится к группе высокомолекулярных соединений или становится ими в процессе пленкообразования. В обычных условиях пленкообразующие представляют собой твердые вещества иЛи вязкие жидкости, которые необходимо растворить для того, чтобы нанести на поверхность. По растворимости пленкообразующие вещества делят на водорастворимые — животные и растительные клеи, казеин, жидкое стекло и водонерастворимые, но растворяющиеся в органических растворителях —высыхающие растительные масла, смолы, эфиры целлюлозы. В авиастроении пользуются почти исключительно лакокрасочными материалами на основе водонерастворимых пленкообразующих. Они не вызывают коррозии металлических поверхностей и образуют более качественные покрытия. От водоне- [c.356]

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]

Величина среднего коэффициента трения для трущейся пары стружка — передняя поверхность определяется склонностью к адгезионному взаимодействию обрабатываемого и инструментального материалов. Образование интер металл ических связей между стружкой и инструментом находится в прямой зависимости от способности контактирующих материалов образовывать между собой химические соединения и твердые растворы. Чем сильнее интерметаллические связи, возникшие в результате действия сил адгезии между стружкой и инструментом, тем больше средний коэффициент трения. С повышением механических свойств обрабатываемого материала средний коэффициент трения уменьшается. Но так как при этом одновременно возрастают и средние нормальные и средние касательные контактные напряжения, то при постоянной температуре средний коэффициент трения изменяется сравнительно мало. Например, при резании без смазочно-охлаждающей жидкости при V = 20°, с = 0,15 мм и у = 0,2м/мин средние коэффициенты трения для таких различных материалов как медь, стали 10, 20Х, 1X13, Х18Н9Т колеблются в пределах 0,76 — 0,7 [28]. [c.121]

Пленкообразующее вещество — это основной компонент, обладающий хорошей адгезией (сцеплением) с окрашйва,емой поверхностью и являющийся связующим для порошкообразных компонентов (пигментов и наполнителей). Пленкообразующие вещества должны быть стойкими и прочными в условиях эксплуатации, химически нейтральными по своей природе они относятся к веществам органического происхождения. Пленкообразующие в нормальных условиях являются твердыми веществами или вязкими жидкостями, которые необходимо предварительно растворить до определенной вязкости. В машиностроении применяют лакокрасочные материалы на основе водонерастворимых пленкообразующих они не вызывают коррозии металлов и дают более качественные покрытия. К их числу относятся растительные масла, смолы, эфиры целлюлозы, жидкое стекло и др. [c.397]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...