chapter24材料科學(xué)基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-05-14 21:52本頁(yè)面
【正文】 何形狀 及 微裂紋 排列缺陷不規(guī)整 不規(guī)則 實(shí)際表面 外界影響 粗糙 ， 凹凸不平 表面力場(chǎng)不均勻 導(dǎo)致： 一些屬性改變 ， 如強(qiáng)度 ， 潤(rùn)濕 ， 孔隙率 ， 透氣性等 兩種材料結(jié)合界面之間的嚙合和結(jié)合強(qiáng)度 受外界影響 ， 表面質(zhì)點(diǎn)排列較不規(guī)整 ， 缺陷較內(nèi)部多 284 固體表面特性 (Properties of Solid Surface) 表面力場(chǎng) 的存在使表面能總傾向最小 吸附 ——?dú)怏w 固體 （ 從液體中吸附某些物質(zhì) ， 也稱為吸附 ） 潤(rùn)濕 ——液體 固體 粘附 ——固體 固體 1. 吸附 (Adsorption) 單分子層 吸附 化學(xué) 吸附 多有選擇性吸附功能 放熱量 100 kcal/mol 多分子層 吸附 物理 吸附 放熱量 10 kcal/mol 兩種吸附特征對(duì)比表見課本 p135 表 2－ 24。 2. 潤(rùn)濕 (Wetness) 固液界面 的形成過(guò)程 1) 潤(rùn)濕過(guò)程 ： 液體在固體表面上擴(kuò)展 分： (1) 沾濕 (Adhesion)： 固氣和液氣界面變?yōu)楣桃航缑? 粘附功 － △ G=Wa = ?SG + ?LG ?SL 大于 0， 則自發(fā)進(jìn)行 γsg：氣固界面自由能； γlg： 液體表面自由能； γsl： 固液界面自由能 粘附功 Wa： 沾濕過(guò)程體系對(duì)外所能做的最大功，也是將接觸的固體和液體自交界處拉開，外界所需做的最小功。顯然，此值越大則固體和液體結(jié)合越牢。 (2) 浸濕 (Soakage)： 固氣界面變?yōu)楣桃航缑? 浸潤(rùn)功 － △ G=Wi = ?SG ?SL 大于 0， 則自發(fā)進(jìn)行 (3) 鋪展 (Spread)： 實(shí)質(zhì)是以固液界面代替固氣界面的同時(shí)還擴(kuò)展了液氣界面 。 鋪展系數(shù) － △ G=S = ?SG ?LG ?SL 大于 0， 則自發(fā)進(jìn)行 對(duì)于 同一體系 ： Wa ＞ Wi ＞ S 即若鋪展可自發(fā)進(jìn)行 ， 則其余兩過(guò)程皆可自發(fā)進(jìn)行 ? 固體表面能 的影響： 固體的粘附張力 A= Wi = ?SG ?SL A越大 ， 越有利于各種潤(rùn)濕 （ A體現(xiàn)了固體與液體間粘附的能力 ， 因此 ， 又稱之為粘附張力 ） ? 液體表面張力 的影響： 對(duì)于沾濕： ?LG 越大 ， 有利 對(duì)于浸濕： ?LG 無(wú)影響 對(duì)于鋪展： ?LG 越小 ， 有利 如令 A= Wi = ?SG ?SL 則： Wa＝ A+ ?LG Wi＝ A S=A ?LG 2) 接觸角與潤(rùn)濕方程 ： 接觸角 (Contact Angle) ? ： 三相交界處 , 自固液界面經(jīng)液體內(nèi)部至液氣界面的夾角 潤(rùn)濕方程 ： ?SG ?SL = ?LG cos? （ 楊氏方程 ， 用力學(xué)方法導(dǎo)出 ） Wa = ?LG（ cos? + 1） 界面張力的平衡結(jié)果： A = Wi = ?LG cos? S = ?LG（ cos? 1） 皆為接觸角的函數(shù) ， 接觸角的判定 （ 接觸角越小 ， 潤(rùn)濕性越好 ） ： ?=90? ： 潤(rùn)濕與否的標(biāo)準(zhǔn) ?＜ 90?： 潤(rùn)濕 ?＞ 90? ： 不潤(rùn)濕 ?=0或不存在 ： 鋪展 3. 粘附 (Adhesion) 此為兩個(gè)發(fā)生接觸的固體表面的吸引 粘附功 ：分開單位面積粘附表面所需要的功或能 WAB = ?A + ?B ?AB ?A， ?B 分別為兩粘附表面物質(zhì)的表面能 ， ?AB 為兩界面的界面能 ， 與其界面張力相關(guān) ? A、 B兩表面 相似或相容 時(shí) : ?AB 小 ， WAB大 ， 粘附 牢 ? A、 B兩表面 不相似 ,不相容 時(shí) : ?AB 大 ， WAB小 ， 粘附 差 粘合劑： 必須同時(shí)浸潤(rùn)兩個(gè)表面 ， 使形成 ? 相同的新表面 ， 界面能 ?AB 趨于 0， 牢固粘接 ， 固化后不開裂
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