Adhezja fizyczna to, co polega na i przykładach

Przyczepność fizyczna Jest to związek między dwiema lub więcej powierzchniami tego samego materiału lub innego materiału, gdy się skontaktują. Jest wytwarzany przez siłę przyciągania van der Waalsa i przez interakcje elektrostatyczne, które istnieją między cząsteczkami i atomami materiałów.

Siły van der Waalsa są obecne we wszystkich materiałach, są atrakcyjne i pochodzą z interakcji atomowych i molekularnych. Siły van der Waalsa są spowodowane indukowanymi lub stałymi dipolami utworzonymi w cząsteczkach przez pola elektryczne sąsiednich cząsteczek; lub przez migawkę elektronów wokół jąder atomowych.

Trzy M&M są przyklejone [przez fletcherjcm (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/plik: m%26m%27S_ (2559890506).Jpg)]

Oddziaływania elektrostatyczne oparte są na tworzeniu podwójnej warstwy elektrycznej, gdy dwa materiały mają kontakt. Ta interakcja wytwarza siłę przyciągania elektrostatyczną między dwoma materiałami, wymieniając elektrony, zwane siłą Coulomba.

Fizyczna adhezja powoduje przyleganie cieczy do powierzchni, na której spoczywa. Na przykład, gdy woda jest umieszczana na szkle, na powierzchni powstaje cienka i jednolita warstwa z powodu sił adhezji między wodą a szkłem. Siły te działają między cząsteczkami szklanymi a cząsteczkami wody i trzymają wodę na szklanej powierzchni.

[TOC]

Czym jest adhezja fizyczna?

Fizyczna przyczepność jest powierzchowną właściwością materiałów, które pozwalają im pozostać zjednoczeni poprzez kontakt. Jest to bezpośrednio związane z powierzchowną energią wolną (ΔE) W przypadku stałej przyczepności ciekłej.

W przypadku przyczepności ciekłej - ciecz lub cieczy - energia swobodna powierzchniowa nazywa się napięciem międzyfazowym lub powierzchownym.

Może ci służyć: pofalowana optyka

Energia swobodna powierzchni to energia wymagana do wygenerowania jednostki powierzchniowej materiału. Na podstawie powierzchownej energii swobodnej dwóch materiałów można obliczyć prace przyczepności (adhezja).

Prace przyczepności są definiowane jako ilość energii dostarczonej do systemu w celu przerwania interfejsu i utworzenia dwóch nowych powierzchni.

Im większa praca dostępu, tym większy odporność na oddzielenie dwóch powierzchni. Prace adhezji mierzy siłę przyciągania między dwoma różnymi materiałami poprzez kontakt.

Równania

Energia bez energii dwóch materiałów, 1 i 2, jest równa różnicy między energią swobodną po separacji (γ_finał) i energia swobodna przed separacją (γ_wstępny).

ΔE = w₁₂ = γ_finał - γ_wstępny = γ₁ + γ₂ - γ₁₂          [1]

γ₁ = Energia swobodna powierzchniowego materiału 1

γ₂ = Energia swobodna powierzchniowego materiału 2

Ilość W₁₂ Jest to praca przystąpienia, która mierzy siłę przyczepności materiałów.

γ₁₂ = międzyfazowa energia swobodna

Gdy przyczepność jest między materiałem stałym a materiałem ciekłym, prace przystępne jest:

W_Sl = γ_S + γ_Lv - γ_Sl          [2]

γ_S = Energia swobodna powierzchniowa stałego w równowadze z własną parą

γ_Lv= Energia swobodna powierzchniowa w równowadze pary

W_Sl = Prace przyczepności między materiałem stałym i ciekłym

γ₁₂ = międzyfazowa energia swobodna

Równanie [2] jest pisane na podstawie ciśnienia równowagi (π_balansować), która mierzy siłę na jednostkę długości zaadsorbowanych cząsteczek w interfejsie.

π_balansować = γ_S - γ_SV          [3]

Może ci służyć: ciepło: wzory i jednostki, cechy, sposób ich mierzenia, przykłady

γ_SV= Energia swobodna powierzchniowa stałego w równowadze z parą

W_Sl = π_balansować + γ_SV + γ_Lv - γ_Sl          [4]

Podczas wymiany γ_SV - γ_Sl =   γ_Lv cos θ_C W równaniu [4] jest uzyskiwane

      W_Sl = π_balansować + γ_Sl(1+cos θ_C )        [5]

θ_C Jest to kąt styku w równowadze między stałą powierzchnią, kroplą cieczy i pary.

Kąt kontaktu z trzema fazą, ciekł i gazowy. [Autor: Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/plik: contact_angle.Svg)]

Równanie [5] mierzy prace adhezji między powierzchnią stałą a powierzchnią ciekłą z powodu siły adhezji między cząsteczkami obu powierzchni.

Przykłady

Przyczepność opon

Adhezja fizyczna jest ważną cechą oceny wydajności i bezpieczeństwa opon. Bez dobrej przyczepności opony nie mogą przyspieszyć, zatrzymać pojazdu lub być skierowane z jednego miejsca do drugiego, a bezpieczeństwo kierowcy można zagrożone.

Przyczepność opon jest spowodowana siłą tarcia między powierzchnią opony a powierzchnią chodnika. Wysokie bezpieczeństwo i wydajność będą zależeć od przyczepności na różnych powierzchniach, zarówno szorstkich, jak i śliskich, aw różnych warunkach atmosferycznych.

Z tego powodu codziennie działają inżynieria motoryzacyjna w uzyskiwaniu odpowiednich projektów opon, które umożliwiają dobrą przyczepność nawet na mokrych powierzchniach.

Wypolerowane szklane płytki przyczepności

Przez kontakt.

Cząsteczki wody wiążą się z cząsteczkami górnej płyty, a także przylegają do dolnej płytki, zapobiegając oddzieleniu obu płyt.

Może ci służyć: ciśnienie atmosferyczne: wartość normalna, jak jest mierzone, przykłady

Cząsteczki wody mają ze sobą silną kohezję, ale także manifestują silną przyczepność cząsteczkami szklanymi z powodu sił międzycząsteczkowych.

Przyleganie dwóch płyt z płynem [autor: Emmanuelle Rio SLR (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/plik: adhesionCapillare.Jpg)]

Adhezja dentystyczna

Przykładem przyczepności fizycznej jest płytka zębowa przymocowana do zęba, która zwykle umieszcza się w zabiegach uzupełniających. Przyczepność przejawia się w interfejsie między materiałem klejowym a strukturą zęba.

Wydajność umieszczenia emalii i gentin w tkankach dentystycznych oraz w włączeniu sztucznych struktur, takich jak ceramika i polimery, które zastępują strukturę dentystyczną, będzie zależeć od stopnia przyczepności używanych materiałów.

Przyczepność cementu ze strukturami

Dobra fizyczna przyczepność cementu do cegły, murowania, kamiennych lub stalowych struktur objawia się w dużej pojemności do wchłaniania energii, która wynika z normalnych i stycznych wysiłków do powierzchni, która łączy cement ze strukturami, to znaczy w wysokim Możliwość wytrzymania obciążeń.

Aby uzyskać dobrą przyczepność, w zjednoczeniu cementu ze strukturą konieczne jest, aby powierzchnia, na której cement zostanie umieszczony. Brak przyczepności przekłada się na szczeliny i oderwanie przyleganego materiału.

Bibliografia

1. Przeczytaj, l h. Podstawy przyczepności. New York: Plenum Press, 1991, strony. 1-150.
2. Pocius, A V. Kleje, rozdział 27. [AUT. Książka] j e Mark. Fizyczne właściwości podręcznika polimerów. Nowy Jork: Springer, 2007, strony. 479-486.
3. Isralachvili, j n. Siły międzycząsteczkowe i powierzchniowe. San Diego, Kalifornia: Academic Press, 1992.
4. Związek między siłami przyczepności i tarcia. Isralachvili, J N, Chen, You-Lung i Yoshizawa, H. 11, 1994, Journal of Adhesion Science and Technology, t. 8, str. 1231-1249.
5. Zasady chemii koloidu i powierzchni. HIEMENZ, P C i Rajagopalan, R. Nowy Jork: Marcel Dekker, Inc. , 1997.