Роль адгезионного взаимодействия в формировании свойств композиционного материала чрезвычайно велика и многогранна. Здесь мы коснемся только одной стороны проблемы — некоторых особенностей деформационных свойств комбинированных материалов, обусловленных адгезионным взаимодействием между компонентами. Приведем примеры аномальных свойств комбинированных материалов. Цилиндрические образцы из серебра, армированные стальной проволокой, обнаруживают способность к удлинению, в 2 раза превышающему расчетное [288, 289]. Композиция, состоящая из тонких слоев Ag и Си или РЬ и Zn, при растяжении гораздо прочнее любого из компонентов [288]. Механизм упрочнения объясняют блокировкой дислокаций у поверхности раздела [288]. Двуслойный пленочный материал из двух пленок полиэтилена, соединенных полиизобутиленом, имеет предел прочности при растяжении выше, чем одинарная пленка той же толщины [291, 292]. Эффект упрочнения в этом случае объясняют блокировкой опасных дефектов одного слоя бездефектными участками прилегающего второго слоя, приводящей к синхронной работе слоев материала и перераспределению напряжений [291—293, 390].[10, С.195]
Возникновение адгезионного взаимодействия может быть обусловлено силами Ван-дер-Ваальса, водородными, коваленг-ными и другими связями [13, т. 1, с. 22]. Величину этих сил, их вклад в адгезию установить трудно, однако, косвенно о их наличии .и эффективности можно судить по значению краевого угла смачивания и механическим свойствам соединений. Между поверхностным натяжением и краевым углом смачивания наблюдается зависимость [14, с. 78], не учитывающая, правда, ряд[5, С.106]
При пластикации каучуков на переднем валке вальцов температурный режим устанавливают с учетом адгезионного взаимодействия между каучуком и металлической поверхностью валка. У НК и СКИ-3 адгезия возрастает с повышением температуры, поэтому температура переднего рабочего валка должна быть на 5—10 °С выше температуры заднего валка. У остальных СК адгезионное взаимодействие возрастает с понижением температуры, передний валок имеет температуру на 3—5 °С ниже заднего.[3, С.13]
Выражения (4.3-3) и (4.3-4), известные под названием закона Амонтона, считаются справедливыми и для случая кинематического трения, если можно допустить, что при этом также доминируют силы адгезионного взаимодействия. Однако допущение, что / — это характеристика материала, не зависящая от микрогеометрии поверхности и условий трения, является грубым приближением. Если обе поверхности тщательно отполировать, то площадь фактического контакта существенно возрастет, и контртела как бы прилипнут друг к другу. Если полированные поверхности контртел, изготовленных из одного и того же металла, очистить от загрязнений, то во всех точках контакта образуются сварные соединения. При этом коэффициент трения увеличится в несколько раз. Поэтому трудно говорить о коэффициенте трения как о некоторой физической характеристике материала, поскольку его величина сильно зависит от характера поверхностей контакта.[1, С.85]
Два основных закона трения — сила трения между трущимися поверхностями пропорциональна приложенной нагрузке и сила трения не зависит от площади контактирования — обычно справедливы для металлов, но не всегда справедливы, когда речь идет о сочетаниях полимер — металл [1]. Предполагается, что работа трения расходуется на разрыв тех соединений, которые образовались в результате адгезионного взаимодействия на участках контакта и смещения материала в результате взаимного проникновения неровностей поверхностей при скольжении одного тела по другому. Коэффициент трения ц, представляющий собой коэффициент пропорциональности между силой трения F и приложенной нагрузкой L(F = ]iL), не является постоянной величиной при трении фенопластов по стали, причем максимальное значение силы трения наблюдается при самых разных скоростях, нагрузках и температурах. Дело в том, что полимеры обладают вязкоупругими свойствами и поэтому их деформационно-прочностные показатели зависят от скорости скольжения. Скорость истирания предсказать очень трудно, так как она зависит от природы материала, нагрузки, скорости трения и времени [2]. Поскольку в процессе торможения кинетическая энергия переходит в тепло,[2, С.241]
Бикермана критерий адгезионного взаимодействия 44, 45, 49[4, С.274]
Рис. 2.14. Зависимость сопротивления 'отрыву (адгезионного взаимодействия) А от дублирующего усилия Рд (а) и продолжительности дублирования /д (б):[4, С.86]
Для термодинамической оценки максимально возможного адгезионного взаимодействия, возникающего под действием межмолекулярных сил, Марк приводит следующий расчет. Большинство полимеров имеют удельную поверхностную энергию v порядка 0,05—0,1 Дж/м2. При разделении склейки силой F на расстояние[4, С.94]
Рассмотренные вопросы, конечно, далеко не исчерпывают всех проблем адгезионного взаимодействия в системе полимер — стекло. Большой интерес представляет вопрос о влиянии субстрата на свойства полимерного связующего. Применительно к стеклопластикам эта проблема имеет несколько аспектов. Во-первых, нужно учитывать, что гидроксильные группы поверхности стекла могут активно влиять на процесс отверждения некоторых связующих. Так, возникновение водородных связей между оксифениль-ными группами фенолоформальдегидной смолы и силанольными группами поверхности стекла приводит к снижению скорости и глубины отверждения смолы, следствием чего является пониженная прочность связи [52, 53]. Во-вторых, следует иметь в виду, что наличие сильно развитой поверхности раздела между связующим и субстратом в стеклопластиках может привести в конечном итоге к изменению структуры полимера [54, с. 65, 179].[10, С.334]
Вводя ряд упрощений и условных допущений, авторы получили выражение для адгезионного взаимодействия между упруговяз-ким адгезивом и жестким субстратом.[4, С.87]
С точки зрения приложения рассмотренных представлений на практике целесообразно обсудить природу адгезионного взаимодействия различных полимерных и полимерно-металлических систем.[4, С.95]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.