Fyzická adhézia, čo pozostáva a príklady

Ten Fyzická adhézia Je to spojenie medzi dvoma alebo viacerými povrchmi toho istého materiálu alebo rôznym materiálom, keď sa dostanú do kontaktu. Vytvára sa silou príťažlivosti van der Waals a elektrostatickými interakciami, ktoré existujú medzi molekulami a atómami materiálov.

Sily Van der Waals sú prítomné vo všetkých materiáloch, sú atraktívne a pochádzajú z atómových a molekulárnych interakcií. Sily Van der Waals sú spôsobené indukovanými alebo trvalými dipólami vytvorenými v molekulách elektrickými poliami susedných molekúl; alebo snímkou ​​elektrónov okolo atómových jadier.

Tri M&M sú prilepené [Fletcherjcm (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/súbor: M%26M%27S_ (2559890506).Jpg)]

Elektrostatické interakcie sú založené na tvorbe dvojitej elektrickej vrstvy, keď sa dva materiály dostanú do kontaktu. Táto interakcia vytvára silu elektrostatickej príťažlivosti medzi týmito dvoma materiálmi výmenou elektrónov, nazývaných Coulombova sila.

Fyzická adhézia spôsobuje, že kvapalina priľne k povrchu, na ktorom spočíva. Napríklad, keď je voda umiestnená na skle, na povrchu sa na povrchu vytvorí tenký a rovnomerný film v dôsledku adhéznych síl medzi vodou a sklom. Tieto sily pôsobia medzi sklenenými molekulami a molekulami vody a udržiavajú vodu na sklenenom povrchu.

[TOC]

Čo je fyzická adhézia?

Fyzická adhézia je povrchnou vlastnosťou materiálov, ktoré im umožňujú zostať zjednotení tým, že sú v kontakte. Priamo súvisí s povrchovou voľnou energiou (ΔE) V prípade pevnej priľnavosti kvapaliny.

V prípade tekutej adhézie - kvapalina alebo kvapalina - plyn sa povrchová energia nazýva medzifázové alebo povrchové napätie.

Môže vám slúžiť: zvlnená optika

Bez povrchu je energia potrebná na vytvorenie jednotky povrchovej plochy materiálu. Z povrchnej voľnej energie dvoch materiálov je možné vypočítať adhéznu prácu (adhézia).

Adhézne práce je definované ako množstvo energie dodávanej do systému na prelomenie rozhrania a vytvorenie dvoch nových povrchov.

Čím väčšie je prístupové práce, tým väčší je odpor voči oddeleniu oboch povrchov. Adhézna práca meria silu príťažlivosti medzi dvoma rôznymi materiálmi tým, že je v kontakte.

Rovnicia

Energia bez energie dvoch materiálov 1 a 2 sa rovná rozdielu medzi voľnou energiou po oddelení (γ_Konečný) a voľná energia pred separáciou (γ_{počiatočný}).

ΔE = w₁₂ = γ_Konečný - γ_{počiatočný} = γ₁ + γ₂ - γ₁₂          [1]

γ₁ = Energia bez povrchu materiálu 1

γ₂ = Energia bez povrchu materiálu 2

Množstvo W₁₂ Je to prístupové diela, ktoré meria silu priľnavosti materiálov.

γ₁₂ = energia bez medzier

Ak je adhézia medzi pevným materiálom a kvapalným materiálom, prístupové práce je:

W_Slzný = γ_Siež + γ_LV - γ_Slzný          [2]

γ_Siež = Povrchová energia bez povrchu v rovnováhe s vlastnou parou

γ_LV= Energia voľnej povrchu v rovnováhe pary

W_Slzný = Pri adhézii medzi pevným a kvapalným materiálom

γ₁₂ = energia bez medzier

Rovnica [2] je napísaná na základe rovnovážneho tlaku (π_vyvážiť), ktorá meria silu na jednotku dĺžky adsorbovaných molekúl v rozhraní.

π_vyvážiť = γ_Siež - γ_SV          [3]

Môže vám slúžiť: teplo: vzorce a jednotky, charakteristiky, ako sa meria, príklady

γ_SV= Povrchová energia tuhej látky v rovnováhe s parou

W_Slzný = π_vyvážiť + γ_SV + γ_LV - γ_Slzný          [4]

Pri výmene γ_SV - γ_Slzný =   γ_LV cos θ_C V rovnici [4] sa získava

      W_Slzný = π_vyvážiť + γ_Slzný(1+cos θ_C )        [5]

θ_C Je to kontaktný uhol v rovnováhe medzi tuhým povrchom, kvapkou kvapaliny a parou.

Trojfázový kontaktný uhol, kvapalná a plynná pevná látka. [Autor: Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/súbor: contact_angle.Svg)]

Rovnica [5] Meria adhéziu medzi tuhým povrchom a kvapalným povrchom v dôsledku adhéznej sily medzi molekulami oboch povrchov.

Príklady

Priľnavosť

Fyzická adhézia je dôležitou charakteristikou hodnotenia účinnosti a bezpečnosti pneumatík. Bez dobrej adhézie sa pneumatiky nemôžu zrýchliť alebo zastaviť vozidlo alebo byť nasmerované z jedného miesta na druhé a bezpečnosť vodiča môže byť ohrozená.

Adhézia pneumatiky je spôsobená trecou silou medzi povrchom pneumatiky a povrchom vozovky. Vysoká bezpečnosť a účinnosť bude závisieť od adhézie od rôznych povrchov, drsných aj klzkých a v rôznych atmosférických podmienkach.

Z tohto dôvodu každý deň pokroky automobilového inžinierstva pri získavaní vhodných návrhov pneumatík, ktoré umožňujú dobrú adhéziu aj na mokrých povrchoch.

Leštené sklenené dosky adhézie

Kontaktom.

Molekuly vody sa viažu na molekuly hornej dosky a tiež priľne k dolnej doske, ktorá bráni obom doštičkám od separácie.

Môže vám slúžiť: atmosférický tlak: normálna hodnota, ako sa merala, príklady

Molekuly vody majú silnú súdržnosť medzi sebou, ale tiež prejavujú silnú adhéziu so sklenenými molekulami v dôsledku intermolekulárnych síl.

Adherencia dvoch platní s tekutinou [Emmanuelle Rio SLR (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/súbor: adhesioncapillaire.Jpg)]

Zubná adhézia

Príkladom fyzickej adhézie je zubný plak pripojený k zubu, ktorý sa zvyčajne umiestni do restoratívnych zubných ošetrení. Adhézia sa prejavuje v rozhraní medzi adhezívnym materiálom a štruktúrou zubov.

Účinnosť pri umiestňovaní smaltu a zubných zubov v zubných tkanivách a pri začlenení umelých štruktúr, ako sú keramika a polyméry, ktoré nahradia zubnú štruktúru, bude závisieť od stupňa adhézie použitých materiálov.

Cementová adhézia so štruktúrami

Dobrá fyzikálna adhézia cementu na tehly, murivo, kamenné alebo oceľové konštrukcie sa prejavuje vo vysokej kapacite absorbovať energiu, ktorá pochádza z normálneho a tangenciálneho úsilia na povrch, ktorý spája cement so štruktúrami, to znamená vo vysokej úrovni Schopnosť vydržať záťaže.

Na získanie dobrej adhézie v spojení cementu so štruktúrou je potrebné, aby povrch, na ktorom bude cement umiestnený, má dostatočnú absorpciu a že povrch je dostatočne drsný. Nedostatok adhézie sa premieta do trhlín a odlúčenia priľnavého materiálu.

Odkazy

1. Čítajte, L H. Základy adhézie. New York: Plenium Press, 1991, stránky. 1-150.
2. POCIUS, V. Lepidlá, kapitola27. [AUT. Kniha] J E Mark. Fyzikálne vlastnosti príručky polymérov. New York: Springer, 2007, strany. 479-486.
3. Isralachvili, J n. Medzimolekulárne a povrchové sily. San Diego, CA: Academic Press, 1992.
4. Vzťah medzi adhéziou a trením. Isralachvili, J n, Chen, You-Lung a Yoshizawa, H. 11, 1994, Journal of Adhession Science and Technology, zv. 8 str. 1231-1249.
5. Princípy koloidnej a povrchovej chémie. Hiemenz, P C a Rajagopalan, r. New York: Marcel Dekker, Inc. , 1997.