Fysisk vidhäftning vad som består och exempel

De Fysisk vidhäftning Det är facket mellan två eller flera ytor av samma material eller av olika material när de kommer i kontakt. Det produceras av kraften av attraktion hos van der Waals och av de elektrostatiska interaktioner som finns mellan molekylerna och materiets atomer.

Van der Waals styrkor finns i alla material, är attraktiva och härstammar från atom- och molekylära interaktioner. Van der Waals styrkor beror på inducerade eller permanenta dipoler som skapats i molekylerna av de elektriska fälten i angränsande molekyler; eller genom ögonblicksbild av elektroner runt atomkärnorna.

Tre M&M är limmade [av Fletcherjcm (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/fil: m%26m%27s_ (2559890506).Jpg)]

Elektrostatiska interaktioner är baserade på bildandet av ett dubbel elektriskt lager när två material kommer i kontakt. Denna interaktion producerar en elektrostatisk attraktionskraft mellan de två materialen genom att byta elektroner, kallad Coulombs kraft.

Fysisk vidhäftning får vätskan att hålla fast vid ytan på vilken den vilar. Till exempel när vattnet placeras på ett glas bildas en tunn och enhetlig film på ytan på grund av vidhäftningskrafterna mellan vatten och glas. Dessa krafter verkar mellan glasmolekyler och vattenmolekyler och håll vattnet på glasytan.

[TOC]

Vad är fysisk vidhäftning?

Fysisk vidhäftning är den ytliga egenskapen hos materialen som gör att de kan hålla sig förenade genom att vara i kontakt. Det är direkt relaterat till ytlig fri energi (Δe) När det gäller fast vidhäftning.

När det gäller flytande vidhäftning - vätska eller vätska - gas kallas ytfri energi gränssnitt eller ytlig spänning.

Kan tjäna dig: böljande optik

Ytfri energi är den energi som krävs för att generera en ytan för materialet. Från den ytliga fria energin hos två material kan vidhäftningsarbete (vidhäftning) beräknas.

Vidhäftningsarbete definieras som mängden energi som levereras till ett system för att bryta gränssnittet och skapa två nya ytor.

Ju större anslutningsarbetet, desto större är motståndet mot separationen av de två ytorna. Vidhäftningsarbete mäter attraktionskraften mellan två olika material genom att vara i kontakt.

Ekvationer

Energifri energi från två material, 1 och 2, är lika med skillnaden mellan fri energi efter separering (y_slutlig) och fri energi före separering (y_första).

ΔE = W₁₂ = y_slutlig - y_första = y₁ + y₂ - y₁₂          [1]

y₁ = Ytfri energi från material 1

y₂ = Ytfri energi från material 2

Mängden W₁₂ Det är anslutningsarbetet som mäter vidhäftningskraften.

y₁₂ = gränssnittsfri energi

När vidhäftningen är mellan ett fast material och ett flytande material är anslutningsarbetet:

W_Slam = y_S + y_Lv - y_Slam          [2]

y_S = Ytfri energi från det fasta ämnet i jämvikt med sin egen ånga

y_Lv= Ytfri energi i ångjämvikt

W_Slam = Vidhäftningsarbete mellan fast och flytande material

y₁₂ = gränssnittsfri energi

Ekvation [2] skrivs baserat på jämviktstryck (π_balans) som mäter kraften per enhet av de adsorberade molekylerna i gränssnittet.

π_balans = γ_S - y_Svv          [3]

Det kan tjäna dig: värme: formler och enheter, egenskaper, hur det mäts, exempel

y_Svv= Ytfri energi från det fasta ämnet i jämvikt med ånga

W_Slam = π_balans + y_Svv + y_Lv - y_Slam          [4]

Vid ersättning y_Svv - y_Slam =   y_Lv cos θ_C I ekvation [4] erhålls det

      W_Slam = π_balans + y_Slam(1+cos θ_C )        [5]

θ_C Det är kontaktvinkeln i jämvikt mellan en fast yta, en droppe vätska och ånga.

Tre -fas kontaktvinkel, vätska och gasformigt fast ämne. [Av Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/fil: contact_angle.Svg)]

Ekvation [5] mäter vidhäftningsarbete mellan en fast yta och en flytande yta på grund av vidhäftningskraften mellan molekylerna på båda ytorna.

Exempel

Vidhäftning

Fysisk vidhäftning är ett viktigt kännetecken för bedömningen av däckens effektivitet och säkerhet. Utan god vidhäftning kan däck inte accelerera eller stoppa fordonet, eller riktas från en plats till en annan, och förarens säkerhet kan äventyras.

Däck vidhäftningen beror på friktionskraften mellan däckytan och trottoarytan. Hög säkerhet och effektivitet kommer att bero på vidhäftning på olika ytor, både grova och hala och under olika atmosfäriska förhållanden.

Av denna anledning varje dag Automotive Engineering går vidare med att få lämpliga däckkonstruktioner som tillåter god vidhäftning även på våta ytor.

Polerade glasplattor vidhäftning

Med kontakt.

Vattenmolekyler binder till molekylerna på den övre plattan och följer också den nedre plattan som förhindrar att båda plattorna separeras.

Kan tjäna dig: atmosfärstryck: normalt värde, hur det mäts, exempel

Vattenmolekyler har stark sammanhållning med varandra men visar också en stark vidhäftning med glasmolekyler på grund av intermolekylära krafter.

Vidhäftning av två plattor med en vätska [av Emmanuelle Rio SLR (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/fil: vidhäftning.Jpg)]

Tandhäftning

Ett exempel på fysisk vidhäftning är en tandplack fäst vid en tand som vanligtvis placeras i återställande tandbehandlingar. Vidhäftningen manifesteras i gränssnittet mellan limmaterialet och tandstrukturen.

Effektiviteten vid placering av emaljer och dentiner i tandvävnaderna, och i införlivandet av konstgjorda strukturer såsom keramik och polymerer som ersätter tandstrukturen, kommer att bero på graden av vidhäftning av de använda materialen.

Cementhäftning med strukturer

En god fysisk vidhäftning av cementen till tegel-, mur-, sten- eller stålkonstruktioner manifesterar sig i en hög kapacitet att absorbera den energi som kommer från normala och tangentiella ansträngningar till ytan som förbinder cementet med strukturerna, det vill säga i en hög Möjlighet att tåla laster.

För att få en god vidhäftning, i föreningen av cementet med strukturen, är det nödvändigt att ytan på vilken cementet kommer att placeras har tillräcklig absorption och att ytan är tillräckligt grov. Bristen på vidhäftning innebär sprickor och frigöring av det vidhäftade materialet.

Referenser

1. Läs, L H. Grundläggande vidhäftning. New York: Plenium Press, 1991, sidor. 1-150.
2. Pocius, en V. Lim, kapitel27. [aut. Bok] j e märke. Polymers handbok. New York: Springer, 2007, sidor. 479-486.
3. Isralachvili, j n. Intermolekylära och ytkrafter. San Diego, CA: Academic Press, 1992.
4. Förhållandet mellan vidhäftning och friktionskrafter. Isralachvili, j n, chen, du-lung och yoshizawa, h. 11, 1994, Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 8, s. 1231-1249.
5. Principer för kolloid och ytkemi. Hiemenz, P C och Rajagopalan, R. New York: Marcel Dekker, Inc. , 1997.