Уравнение Дюпре – Юнга.

W_А = s _1,2 + s _1,2 cos q = s _1,2(1 + cosq).

q – краевой угол смачивания, определяется экспериментально, s_1,2 – определяется методом Ребиндера.

В зависимости от соотношения работ адгезии и когезии устанавливается то или иное равновесное значение краевого угла смачивания q; по уравнению Юнга:

сos q = (s _2,3 – s _1,3)/ s _1,2,

cos q = (W_А – s _1,2)/ s _1,2 = [W_А/(W_К /2)] – 1.

Если W_A < W_К/ 2, то cos q < 0 и q > 90^o – наблюдается несмачивание жидкостью твердого тела. При W_К > W_А > W_К/ 2 имеет место ограниченное смачивание (cos q > 0, q < 90^o); при W_А > W_К происходит полное смачивание, и жидкость растекается по твердой поверхности.

3. Адгезия между твердыми телами. Для достижения максимальной адгезии процесс соединения следует проводить при температурах, близких к температуре плавления одного из составляющих.

Работу адгезии в этом случае невозможно определить, исходя из значений поверхностного натяжения, так как поверхностное натяжение на границе твердое тело – твердое тело обычно неизвестно.

Б.В.Дерягиным и Н.А.Кротовой показано, что адгезия в этом случае во много раз превышает работу, вычисленную на основании теоретических предположений, и что она зависит от скорости разрушения адгезионного соединения.

Как на процессы смачивания, так и на процессы адгезии большое влияние оказывает совершенство смачиваемой поверхности. Максимальная адгезия твердых тел практически недостижима из-за неровности их поверхности. При смачивании реальных твердых тел площадь контакта обычно больше из-за шероховатостей. Шероховатость (степень неоднородности рельефа) поверхности влияет на силу адгезии.

Для оценки шероховатости поверхности используют классы чистоты (обработки) поверхности. Параметры, характеризующие шероховатость поверхности, приведены на рис. 3.17.

Рис. 3.17. Параметры, характеризующие шероховатость поверхности

К_ш – коэффициент шероховатости – отношение фактической площади поверхности с учетом выступов и впадин к ее проекции на горизонтальную плоскость.

Коэффициент шероховатости К_ш > 1. Даже после шлифовки К_ш = 1,005.

К_ш(s_2,3 – s_1,3) = s_1,2 cosq_ш.

К_ш > 1, cosq_ш > cosq.

Все поверхности твердого тела при оценке адгезии делятся на гидрофильные и гидрофобные.

Гидрофильные поверхности – практически все оксиды металлов, гидроксиды металлов, силикаты, сульфаты, карбонаты.

Гидрофобные поверхности – органические соединения, сульфиды металлов, т.е. те соединения, у которых краевой угол смачивания меньше 90⁰ со стороны неполярного углеводорода.

Дата добавления: 2015-08-20