的物理粘附是接触时相同材料或不同材料的两个或多个表面之间的结合。它是由范德华力的吸引力以及材料的分子和原子之间存在的静电相互作用产生的。
范德华力存在于所有材料中,具有吸引力,并源自原子和分子的相互作用。范德华力是由于相邻分子电场在分子中产生的感应或永久偶极子所致;或原子核周围电子的瞬时偶极子。
粘贴了三个M&M
当两种材料接触时,静电相互作用是基于双电层的形成。这种相互作用通过交换电子在两种材料之间产生吸引静电力,称为库仑力。
物理粘附使液体粘附到其所搁置的表面上。例如,当将水放在玻璃上时,由于水和玻璃之间的粘附力,在表面上会形成一层薄而均匀的薄膜。这些力作用在玻璃分子和水分子之间,使水保持在玻璃表面上。
什么是身体依从性?
物理粘附是材料的表面特性,可让它们在接触时保持在一起。对于固液粘附情况,它与表面自由能(ΔE)直接相关。
在液-液或液-气粘附的情况下,表面自由能称为界面或表面张力。
表面自由能是产生单位表面积的材料所需的能量。根据两种材料的表面自由能,可以计算出粘附力(粘附力)。
粘合功定义为提供给系统以破坏界面并创建两个新表面的能量。
粘合作用越大,两个表面的分离阻力就越大。粘合工作可测量两种不同材料在接触时的吸引力。
方程式
两种材料1和2的分离自由能等于分离后的自由能(最终 γ )和分离前的自由能(初始 γ )之差。
ΔE= W 12 = 最后的 γ - 初始 γ=γ 1 +γ 2 - γ 12
γ 1 =表面材料1的自由能
γ 2 =表面材料2的自由能
量W 12是测量材料的粘合强度的粘合功。
γ 12 =界面自由能
当粘附在固体材料和液体材料之间时,粘附功为:
W¯¯ SL =γ 小号 +γ LV - γ SL
γ 小号 =与它自己的蒸气平衡的固体的表面自由能
γ LV =与蒸汽平衡的液体的表面自由能
W SL =固体材料和液体之间的粘附力
γ 12 =界面自由能
该方程写为平衡压力(πequil)的函数,该平衡压力测量吸附在界面上的分子每单位长度的力。
π 角球面上 =γ 小号 - γ SV
γ SV =在与蒸汽平衡的固体的表面自由能
W¯¯ SL =π 角球面上 +γ SV +γ LV - γ SL
代γ SV - γ SL = γ LV COSθ Ç我们得到方程中
W¯¯ SL =π 角球面上 +γ SL(1 + COSθ Ç)
θ c ^是一个固体表面上,一滴液体,和蒸气之间的平衡接触角。
三相接触角,固态,液态和气态。
该方程测量由于两个表面的分子之间的粘附力而导致的固体表面和液体表面之间的粘附功。
例子
轮胎抓地力
物理抓地力是评估轮胎效率和安全性的重要特征。没有良好的抓地力,轮胎将无法加速,制动车辆或从一个地方转向另一个地方,从而可能损害驾驶员的安全。
轮胎的附着力归因于轮胎表面和路面之间的摩擦力。高安全性和高效率将取决于在粗糙和光滑的不同表面以及不同大气条件下的附着力。
因此,汽车工程技术日新月异,获得了合适的轮胎设计,即使在潮湿的表面上也具有良好的附着力。
抛光玻璃板的附着力
当两个抛光和湿润的玻璃板接触时,它们会经历物理粘附,这是在克服板的抗分离性的努力中必须观察到的。
水分子结合到上板的分子上,并且同样粘附到下板,从而防止两个板分离。
水分子彼此之间具有很强的内聚力,但由于分子间作用力也与玻璃分子具有很强的附着力。
两块板与液体的粘合力
牙齿粘连
物理附着的一个例子是附着在通常放置在修复性牙齿治疗中的牙齿上的牙菌斑。粘附力在粘附材料和牙齿结构之间的界面处显现出来。
牙釉质和牙本质在牙齿组织中的放置以及结合人工结构(例如陶瓷和替代牙齿结构的聚合物)的效率将取决于所用材料的粘附程度。
水泥对结构的粘合
水泥对砖,砖石,石头或钢结构的良好物理粘附性表现为具有很高的吸收能力,可吸收法向和切向应力到将水泥与结构连接的表面的能量,即高承载能力。
为了获得良好的粘附力,当水泥遇到结构时,必须要在其上放置水泥的表面具有足够的吸收性并且该表面必须足够粗糙。缺乏粘附力会转化为粘附材料的裂缝和分离。
参考文献
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