De fysisk efterlevnad Det är föreningen mellan två eller flera ytor av samma material eller av olika material när de kommer i kontakt. Det produceras av Van der Waals attraktionskraft och av de elektrostatiska interaktioner som finns mellan molekylerna och atomerna i material.
Van der Waals-krafter finns i alla material, är attraktiva och härrör från atom- och molekylära interaktioner. Van der Waals-krafter beror på de inducerade eller permanenta dipolerna som skapas i molekylerna av de elektriska fälten i angränsande molekyler; eller av de momentana dipolerna av elektronerna runt atomkärnorna.
Elektrostatiska interaktioner är baserade på bildandet av ett elektriskt dubbelskikt när två material kommer i kontakt. Denna interaktion producerar en elektrostatisk attraktionskraft mellan de två materialen genom att utbyta elektroner, kallad Coulomb-kraften..
Fysisk vidhäftning gör att vätskan fäster vid ytan på vilken den vilar. Till exempel, när vatten placeras på glas, bildas en tunn, jämn film på ytan på grund av vidhäftningskrafterna mellan vattnet och glaset. Dessa krafter verkar mellan glasmolekylerna och vattenmolekylerna och håller vattnet på ytan av glaset..
Artikelindex
Fysisk vidhäftning är ytegenskaperna hos material som gör att de kan hålla ihop när de är i kontakt. Det är direkt relaterat till ytfri energi (AE) för vidhäftning i fast-vätska.
I fallet med vätske-vätska eller vätske-gas vidhäftning kallas den ytfria energin gränsytans eller ytspänningen.
Ytfri energi är den energi som krävs för att generera en enhet av ytan av materialet. Från ytans fria energi från två material kan vidhäftningsarbetet (vidhäftning) beräknas.
Vidhäftningsarbete definieras som mängden energi som tillförs ett system för att bryta gränssnittet och skapa två nya ytor..
Ju större vidhäftningsarbete, desto större motstånd mot separering av de två ytorna. Vidhäftningsarbetet mäter attraktionskraften mellan två olika material vid kontakt.
Den fria energin för separering av två material, 1 och 2, är lika med skillnaden mellan den fria energin efter separation (γslutlig) och fri energi före separation (γförsta).
AE = W12 = γslutlig - γförsta = γ1 + γtvå - γ12 [1]
γ1 = ytfri energi av material 1
γtvå = ytfri energi av material 2
Mängden W12 är vidhäftningsarbetet som mäter materialets vidhäftningshållfasthet.
γ12 = gränssnittsfri energi
När vidhäftningen är mellan ett fast material och ett flytande material är vidhäftningsarbetet:
WSL = γS + γLV - γSL [två]
γS = ytans fria energi hos det fasta ämnet i jämvikt med sin egen ånga
γLV= vätskans yta fri energi i jämvikt med ånga
WSL = vidhäftningsarbete mellan fast material och vätska
γ12 = gränssnittsfri energi
Ekvation [2] skrivs som en funktion av jämviktstrycket (πjämvikt) som mäter kraften per längdenhet av molekylerna adsorberade vid gränssnittet.
πjämvikt = γS - γSV [3]
γSV= ytfri energi hos det fasta ämnet i jämvikt med ångan
WSL = πjämvikt + γSV + γLV - γSL [4]
Vid ersättning γSV - γSL = γLV cos θC i ekvation [4] får vi
WSL = πjämvikt + γSL(1 + cos θC ) [5]
θC är jämviktskontaktvinkeln mellan en fast yta, en droppe vätska och ånga.
Ekvation [5] mäter vidhäftningsarbetet mellan en fast yta och en flytande yta på grund av vidhäftningskraften mellan molekylerna på båda ytorna..
Fysiskt grepp är en viktig egenskap för att utvärdera däckens effektivitet och säkerhet. Utan bra grepp kan däcken inte accelerera, bromsa fordonet eller styras från en plats till en annan, och förarens säkerhet kan äventyras.
Däckets vidhäftning beror på friktionskraften mellan däcksytan och trottoarytan. Hög säkerhet och effektivitet beror på vidhäftning till olika ytor, både grova och hala, och under olika atmosfäriska förhållanden..
Av denna anledning framsteg fordonsindustrin varje dag med att få lämpliga däckkonstruktioner som möjliggör god vidhäftning även på våta ytor..
När två polerade och fuktade glasplattor kommer i kontakt upplever de en fysisk vidhäftning som observeras i ansträngningen som måste appliceras för att övervinna plattornas separationsmotstånd..
Vattenmolekylerna binder till molekylerna i den övre plattan och vidhäftar också på den nedre plattan och förhindrar att båda plattorna separerar.
Vattenmolekyler har stark sammanhållning med varandra men visar också stark vidhäftning med glasmolekyler på grund av intermolekylära krafter..
Ett exempel på fysisk vidhäftning är en tandplatta fäst vid en tand som vanligtvis placeras i återställande tandbehandlingar. Vidhäftning manifesterar sig vid gränsytan mellan limmaterialet och tandstrukturen.
Effektiviteten i placeringen av emaljer och dentiner i tandvävnaderna och i införlivandet av konstgjorda strukturer såsom keramik och polymerer som ersätter tandstrukturen beror på graden av vidhäftning av de använda materialen.
God fysisk vidhäftning av cement till tegel, murverk, sten eller stålkonstruktioner manifesteras i en hög kapacitet att absorbera den energi som kommer från normala och tangentiella påkänningar till ytan som förenar cementet med strukturerna, det vill säga i hög belastning- bärkraft.
För att erhålla god vidhäftning är det nödvändigt att ytan på vilken cementet ska placeras har tillräcklig absorption och att ytan är tillräckligt grov när cementen är sammanfogad med strukturen. Brist på vidhäftning resulterar i sprickor och lossnande av det vidhäftade materialet.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.