Fysieke hechting wat bestaat en voorbeelden

De Fysieke hechting Het is de unie tussen twee of meer oppervlakken van hetzelfde materiaal of van verschillende materiaal wanneer ze contact opnemen. Het wordt geproduceerd door de aangrendingkracht van van der Waals en door de elektrostatische interacties die bestaan ​​tussen de moleculen en de atomen van de materialen.

De krachten van van der Waals zijn aanwezig in alle materialen, zijn aantrekkelijk en zijn afkomstig van atomaire en moleculaire interacties. De krachten van van der Waals zijn te wijten aan geïnduceerde of permanente dipolen die in de moleculen worden gecreëerd door de elektrische velden van aangrenzende moleculen; of door de momentopname van elektronen rond de atoomkernen.

Drie M&M zijn gelijmd [door FletcherJCM (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/bestand: m%26m%27s_ (2559890506).Jpg)]

Elektrostatische interacties zijn gebaseerd op de vorming van een dubbele elektrische laag wanneer twee materialen in contact komen. Deze interactie produceert een elektrostatische aantrekkingskracht tussen de twee materialen, door elektronen uit te wisselen, Coulomb's Force genoemd.

Fysieke hechting zorgt ervoor dat de vloeistof zich hecht aan het oppervlak waarop hij rust. Bijvoorbeeld wanneer het water op een glas wordt geplaatst, wordt een dunne en uniforme film op het oppervlak gevormd vanwege de hechtkrachten tussen water en glas. Deze krachten werken tussen glazen moleculen en watermoleculen en houden het water op het glasoppervlak.

[TOC]

Wat is fysieke hechting?

Fysieke hechting is de oppervlakkige eigenschap van de materialen waarmee ze verenigd kunnen blijven door contact te maken met contact. Het is direct gerelateerd aan oppervlakkige vrije energie (ΔE) In het geval van vaste hechting van vaste vloeistof.

In het geval van vloeibare hechting - vloeistof of vloeistofgas, wordt oppervlaktevrije energie grensvlak of oppervlakkige spanning genoemd.

Kan u van dienst zijn: golvende optica

Oppervlakevrije energie is de energie die nodig is om een ​​oppervlakte -eenheid van het materiaal te genereren. Uit de oppervlakkige vrije energie van twee materialen kan adhesiewerk (hechting) worden berekend.

Adhesiewerk wordt gedefinieerd als de hoeveelheid energie die wordt geleverd aan een systeem om de interface te breken en twee nieuwe oppervlakken te maken.

Hoe groter het toetredingswerk, hoe groter de weerstand tegen de scheiding van de twee oppervlakken. Adhesion Work meet de kracht van aantrekkingskracht tussen twee verschillende materialen door in contact te zijn.

Vergelijkingen

De energie -vrije energie van twee materialen, 1 en 2, is gelijk aan het verschil tussen vrije energie na scheiding (γ_laatste) en vrije energie vóór scheiding (γ_voorletter)).

ΔE = w₁₂ = γ_laatste - γ_voorletter = γ₁ + γ₂ - γ₁₂          [1]

γ₁ = Oppervlaktevrije materiaalergie 1 1

γ₂ = Oppervlaktevrije materiaalergie 2

De hoeveelheid W₁₂ Het is het toetredingswerk dat de kracht van de hechting van materialen meet.

γ₁₂ = Interfaciale vrije energie

Wanneer hechting tussen een vast materiaal en een vloeibaar materiaal ligt, is het toetredingswerkzaamheden:

W_SL = γ_S + γ_Lv - γ_SL          [2]

γ_S = Oppervlaktevrije energie van de vaste stof in evenwicht met zijn eigen stoom

γ_Lv= Oppervlaktevrije energie in stoomevenwicht

W_SL = Hechtingwerk tussen vaste en vloeistofmateriaal

γ₁₂ = Interfaciale vrije energie

Vergelijking [2] is geschreven op basis van evenwichtsdruk (π_evenwicht) die de kracht meet per lengte -eenheid van de geadsorbeerde moleculen in het interface.

π_evenwicht = γ_S - γ_SV          [3]

Het kan u van dienst zijn: hitte: formules en eenheden, kenmerken, hoe het wordt gemeten, voorbeelden

γ_SV= Oppervlaktevrije energie van de vaste stof in evenwicht met stoom

W_SL = π_evenwicht + γ_SV + γ_Lv - γ_SL          [4]

Bij het vervangen γ_SV - γ_SL =   γ_Lv Cos θ_C In vergelijking [4] wordt het verkregen

      W_SL = π_evenwicht + γ_SL(1+cos θ_C ))        [5]

θ_C Het is de contacthoek in evenwicht tussen een vast oppervlak, een druppel vloeistof en stoom.

Driefase contacthoek, vloeistof en gasvormige vaste stof. [Door Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/bestand: contact_angle.Svg)]

Vergelijking [5] meet de hechting van het hechting tussen een vast oppervlak en een vloeibaar oppervlak als gevolg van de adhesiekracht tussen de moleculen van beide oppervlakken.

Voorbeelden

Bandenadhesie

Fysieke hechting is een belangrijk kenmerk van de beoordeling van de efficiëntie en veiligheid van banden. Zonder een goede hechting kunnen banden het voertuig niet versnellen of stoppen of van de ene plaats naar de andere worden gericht, en de veiligheid van de bestuurder kan worden aangetast.

De bandenadhesie is te wijten aan de wrijvingskracht tussen het bandoppervlak en het bestratingoppervlak. Hoge beveiliging en efficiëntie hangt af van de hechting op verschillende oppervlakken, zowel ruw als glad, en in verschillende atmosferische omstandigheden.

Om deze reden vordert elke dag automotive engineering bij het verkrijgen van geschikte bandenontwerpen die goede hechting mogelijk maken, zelfs op natte oppervlakken.

Polijste glasplaten hechting

Per contact.

Watermoleculen binden aan de moleculen van de bovenste plaat en hechten ook aan de onderste plaat waardoor beide platen kunnen scheiden.

Kan u van dienst zijn: atmosferische druk: normale waarde, hoe het wordt gemeten, voorbeelden

Watermoleculen hebben een sterke cohesie met elkaar, maar manifesteren ook een sterke hechting met glasmoleculen als gevolg van intermoleculaire krachten.

Naleving van twee platen met een vloeistof [door Emmanuelle Rio SLR (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/bestand: AdhesionCapillaire.Jpg)]

Tandheelkundige hechting

Een voorbeeld van fysieke hechting is een tandplaque bevestigd aan een tand die meestal wordt geplaatst in restauratieve tandheelkundige behandelingen. De hechting manifesteert zich in het grensvlak tussen het lijmmateriaal en de tandstructuur.

De efficiëntie bij de plaatsing van emaille en tandjes in de tandweefsels, en bij de opname van kunstmatige structuren zoals keramiek en polymeren die de tandstructuur vervangen, hangt af van de mate van hechting van de gebruikte materialen.

Cementadhesie met structuren

Een goede fysieke hechting van het cement aan baksteen-, metselwerk-, steen- of staalstructuren manifesteert zich in een hoge capaciteit om de energie te absorberen die voortkomt uit normale en tangentiële inspanningen naar het oppervlak dat het cement verbindt met de structuren, dat wil zeggen in een hoog Mogelijkheid om belastingen te weerstaan.

Om een ​​goede hechting te verkrijgen, in de vereniging van het cement met de structuur, is het noodzakelijk dat het oppervlak waarop het cement zal worden geplaatst voldoende absorptie heeft en dat het oppervlak ruw genoeg is. Het ontbreken van hechting vertaalt zich in kloven en onthechting van het gehouden materiaal.

Referenties

1. Lees, L H. Fundamentals van hechting. New York: Plenium Press, 1991, pagina's. 1-150.
2. Pocius, a v. Lijmen, hoofdstuk27. [Aut. Boek] j e mark. Fysieke eigenschappen van Polymers Handbook. New York: Springer, 2007, pagina's. 479-486.
3. Isralachvili, j n. Intermoleculaire en oppervlaktekrachten. San Diego, CA: Academic Press, 1992.
4. Relatie tussen hechting en wrijvingskrachten. Isralachvili, J N, Chen, You-Lung en Yoshizawa, H. 11, 1994, Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 8, p. 1231-1249.
5. Principes van colloïde en oppervlaktechemie. Hiemenz, P C en Rajagopalan, r. New York: Marcel Dekker, Inc. , 1997.