Vedhæftning

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. august 2022; checks kræver 3 redigeringer .

Adhæsion (fra lat. adhaesio - "klæbning") i fysik er adhæsion af overflader af uens faste og/eller flydende legemer [1] . Adhæsion skyldes intermolekylære interaktioner ( Van der Waals , polær , nogle gange gensidig diffusion ) i overfladelaget og er karakteriseret ved det specifikke arbejde, der kræves for at adskille overfladerne. I nogle tilfælde kan adhæsion vise sig at være stærkere end kohæsion , det vil sige adhæsion i et homogent materiale, i sådanne tilfælde, når der påføres en rivekraft, opstår der et sammenhængende brud , det vil sige et hul i volumenet af de mindre stærke af de kontaktmaterialer.

Et særligt tilfælde af adhæsion er autohæsion - en forbindelse mellem homogene kondenserede legemer under deres molekylære kontakt [2] . Med autohæsion bevares grænsefladen mellem kroppene; i denne henseende adskiller autohæsion sig fra kohæsion, som refererer til forbindelsen mellem partikler i et legeme inden for samme fase og karakteriserer styrken af kondenserede legemer, det vil sige deres evne til at modstå ydre kraft [2] .

Vedhæftning påvirker i væsentlig grad friktionen af de berørende overflader: for eksempel, når der interagerer overflader med lav vedhæftning, er friktionen minimal. Et eksempel er polytetrafluorethylen ( Teflon ), som på grund af lav vedhæftning til de fleste materialer har en lav friktionskoefficient. Nogle stoffer med et lagdelt krystalgitter ( grafit , molybdændisulfid , hexagonal bornitrid ), karakteriseret ved både lave vedhæftnings- og kohæsionsværdier , anvendes som faste smøremidler .

De mest kendte adhæsionseffekter er kapillaritet , befugtningsevne /ikke-befugtning, overfladespænding , flydende menisk i en smal kapillar, statisk friktion af to absolut glatte overflader. Kriteriet for adhæsion kan i nogle tilfælde være tidspunktet for løsrivelse af et lag materiale af en vis størrelse fra et andet materiale i en laminær væskestrøm.

Vedhæftning finder sted i processer med limning , lodning , svejsning , belægning . Vedhæftningen af matricen og fyldstoffet af kompositter (kompositmaterialer) er også en af de vigtigste faktorer, der påvirker deres styrke.

I biologien er celleadhæsion ikke blot en forbindelse af celler til hinanden, men en sådan forbindelse, der fører til dannelsen af visse korrekte typer histologiske strukturer, der er specifikke for disse celletyper. Specificiteten af celleadhæsion bestemmes af tilstedeværelsen af celleadhæsionsproteiner på celleoverfladen - integriner , cadheriner osv. For eksempel blodpladeadhæsion på basalmembranen og på kollagenfibrene i den beskadigede karvæg.

Ved anti-korrosionsbeskyttelse er belægningsmaterialets vedhæftning til overfladen den vigtigste parameter, der påvirker belægningens holdbarhed . Vedhæftning - vedhæftning af malingsmaterialet til overfladen, der skal males, en af de vigtigste egenskaber ved industrielle belægninger. Vedhæftningen af maling og lakker kan være af mekanisk, kemisk eller elektromagnetisk natur og måles ved adskillelseskraften af lakken pr. enhedsareal af substratet. God vedhæftning af lakmaterialet til overfladen, der skal males, kan kun sikres ved at rense overfladen grundigt for snavs , fedt , rust og andre forurenende stoffer. For at sikre vedhæftning er det også nødvendigt at opnå en given belægningstykkelse, til hvilken der anvendes våde filmtykkelsesmålere . Kriterier [3] er blevet vedtaget og godkendt til at evaluere adhæsion/samhørighed .

Adhæsionsteorier

Adhæsion er et ekstremt komplekst fænomen, hvilket er årsagen til, at der findes mange teorier, der fortolker dette fænomen fra forskellige positioner. Følgende teorier om adhæsion er i øjeblikket kendt:

Adsorptionsteori , ifølge hvilken fænomenet udføres som et resultat af adsorptionen af klæbemidlet på porerne og revner på overfladen af substratet.
Den mekaniske teori betragter adhæsion som et resultat af manifestationen af kræfter af intermolekylær interaktion mellem klæbemidlets kontaktmolekyler og substratet.
Den elektriske teori identificerer "klæbende-substrat"-systemet med en kondensator og det elektriske dobbeltlag , som opstår, når to forskellige overflader kommer i kontakt med kondensatorforingen.
Den elektroniske teori betragter adhæsion som et resultat af den molekylære interaktion mellem overflader, der er forskellige i naturen.
Diffusionsteori reducerer fænomenet til gensidig eller ensidig diffusion af klæbemiddel- og substratmolekyler.
Den kemiske teori forklarer adhæsion ikke ved fysisk, men ved kemisk interaktion.

Fysisk beskrivelse

Adhæsion er et reversibelt termodynamisk kraftværk, der sigter mod at adskille to forskellige (heterogene) faser, der bringes i kontakt. Beskrevet af Dupre-ligningen :

${Wa=\sigma _{13}+\sigma _{12}-\sigma _{23}}$

Hvor Wa er det reversible adhæsionsarbejde ved fasegrænsen, σ 13 er overfladeenergien ved den faste overflade-gas (TG) grænseflade, σ 12 er overfladeenergien ved væske-gas (LG) grænsefladen, σ 23 er overfladeenergi ved den faste overflade - gasgrænsefladevæske (TL).

Arbejdet med adhæsion er relateret til Gibbs-energien :

${Wa=-\Delta G^{o))$

En negativ værdi på ΔG° indikerer et fald i adhæsionsarbejdet som følge af dannelsen af grænsefladespænding.

Ændringer i systemets Gibbs-energi under adhæsionsprocessen:

${\Delta G_{1}^{o}=\sigma _{13}+\sigma _{12))$

${\Delta G_{2}^{o}=\sigma _{23))$

${\Delta G^{o}=\Delta G_{2}^{o}-\Delta G_{1}^{o))$

${\sigma _{23}-\sigma _{13}-\sigma _{12}=\Delta G^{o))$ .

Vedhæftning er uløseligt forbundet med mange overfladefænomener såsom befugtning . Hvis adhæsion forårsager en binding mellem et fast legeme og en væske i kontakt med det, så er befugtning resultatet af en sådan binding. Dupre-Young-ligningen viser forholdet mellem adhæsion og befugtning:

${\displaystyle {Wa=\sigma _{12}(1+\cos \theta )))$

hvor σ 12 er overfladespændingen ved grænsefladen mellem to faser (væske-gas), cosθ er befugtningsvinklen , Wa er det reversible adhæsionsarbejde.

Styrken af klæbende kontakter afhænger ikke kun af arbejdet med adskillelse af overflader, men også af kontaktformen. Kontakter med en kompleks form begynder at løsne sig fra kanterne [4] , adskillelsesfronten spreder sig derefter til midten af kontakten, indtil en vis kritisk konfiguration er nået, hvor der er et øjeblikkeligt tab af kontakt. Adskillelsesprocessen for kontakter af forskellige former kan observeres i filmen [5] .

Se også

Noter

↑ Gilyarov, 1986 , s. elleve.
↑ 1 2 Zimon A. D., Colloid Chemistry, 2015 , s. 47.
↑ ISO 16276 Anti-korrosionsbeskyttelse af stålkonstruktioner med beskyttende malingssystemer. Vurdering af og acceptkriterier for en belægnings vedhæftning/kohæsion (brudstyrke). – 2007.
↑ Valentin L. Popov, Roman Pohrt, Qiang Li. Styrke af klæbende kontakter: Indflydelse af kontaktgeometri og materialegradienter // Friktion . — 01-09-2017. — Bd. 5 , iss. 3 . — S. 308–325 . — ISSN 2223-7704 2223-7690, 2223-7704 . - doi : 10.1007/s40544-017-0177-3 . Arkiveret 14. oktober 2020.
↑ Friktionsfysik. Videnskabsfriktion: Adhæsion af komplekse former (6. december 2017). Hentet 30. december 2017. Arkiveret fra originalen 7. maj 2021. (ubestemt)

Litteratur

Deryagin B. V. , Krotova N. A., Smilga V. P. Adhæsion af faste stoffer. — M .: Nauka, 1973.
Freidin AS, Turusov RA Egenskaber og beregning af limfuger. - M . : Kemi, 1990.
Berlin A. A., Basin V. E. Fundamentals of polymer adhesion. - M .: Kemi, 1974.
Zimon A.D. Kolloidkemi : Generelt kursus. - 6. udg. - M. : Krasand, 2015. - 342 s. - ISBN 978-5-396-00641-6 .
Trizno M.S., Moskalev E.V. Klæbemidler og limning. - L .: Kemi, 1980.
Belov P. A., Lur'e S. A. Teorien om ideelle adhæsive interaktioner. Mechanics of Composite Materials and Structures, 2007, bind 13, nr. 4, s. 519
Biologisk encyklopædisk ordbog / Kap. udg. M. S. Gilyarov ; Redaktion: A. A. Baev , G. G. Vinberg , G. A. Zavarzin og andre - M . : Sov. Encyclopedia , 1986. - 831 s. — 100.000 eksemplarer.

Links

Oplysninger fra NEWCHEMISTRY.RU
Adhæsion - artikel fra Great Soviet Encyclopedia .

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron jorden rundt Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	GND : 4000493-4 J9U : 987007292821205171 LCCN : sh85000861 NKC : ph118255