Адгезия

Жидкость будет прилипать к твердому телу, если притяжение ее молекул к поверхности этого тела больше, чем притяжение между молекулами жидкости. Иными словами, для этого необходимо, чтобы работа адгезии была больше работы когезии. Термодинамически этот критерий можно выразить следующим образом:

Wadh=Fs+Ft Fst (2.8)

где: Wadh, — работа адгезии;

Fs — свободная поверхностная энергия твердого тела;

Ft — свободная поверхностная энергия жидкости;

Fst — свободная поверхностная энергия на вновь образованной границе раздела.

Работа когезии — это работа растекающейся жидкости; как следует из уравнения (2.8.), она должна быть равна 2Ft;.

Поэтому критерием адгезии является выражение

Wadh - Wcoh = Fs ­ Ft ­ Fst, (2.9)

где: Wcoh — работа когезии.

Следовательно, жидкость прилипает, когда

Fs > Ft t + Fst,. (2.10)

Силы притяжения действуют и между поверхностями двух твердых тел, но они не слипаются, когда их прижимают друг к другу, так как эти силы проявляются на весьма небольшом расстоянии (составляющем несколько десятых нанометра), а площадь плотного контакта очень мала. Даже две гладкие, хорошо отполированные поверхности имеют микронеровности и контактируют только по микровыступам, как показано на рисунок 2.8.

Клей связывает твердые поверхности, поскольку в жидком состоянии заполняет микронеровности, а затем, при высыхании или схватывании, развивает достаточную прочность сцепления. Твердые тела также могут соединиться друг с другом, если они обладают достаточной пластичностью, чтобы образовался плотный контакт под воздействием внешней нагрузки.

Рисунок 2.8 - Схема контактирования поверхности двух твёрдых тел

Дата добавления: 2015-07-10