ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смачивание расплавами и особенности их адгезионного взаимодействия из "Адгезия жидкости и смачивания" Смачивание и адгезия расплавов к твердым поверхностям имеют место в процессах отливки металлов и эмалирования металлов силикатными составами, при формировании стеклянных изделий, при непрерывном получении стеклянных волокон путем продавливания расплавленной массы через фильеры. [c.245] В порошковой металлургии, например, смачивание обусловливает взаимодействие контактирующих тел при пропитке пористых материалов жидким металлом. Это дает возможность изготовлять детали из металлических компонентов, которые не сплавляются, или сочетать металл с неметаллом. [c.245] Адгезия и смачивание поверхностей расплавами имеют ряд особенностей по сравнению с адгезионным взаимодействием, рассмотренным в предыдущих главах. [c.245] Расплавы металлов имеют большое поверхностное натяжение О жг- Если для обычной жидкости величина ажг равна десяткам и не превышает сотню эрг/см , то для большинства расплавов а г исчисляется сотнями, а в некоторых случаях превышает тысячу эрг/см , т. е. порядка 10 — 10 эрг/см . [c.245] шение смачивания. [c.246] Таким образом, при смачивании расплавами твердых тел может возникнуть неравновесная система. [c.246] Уравнение Юнга (1,7) характеризует смачивание равновесной системы. В связи с этим рассмотрим возможность применения этого уравнения при смачивании в условиях физико-химического взаимодействия, т. е. для неравновесных систем. [c.247] Часто физико-химическое взаимодействие происходит с большой скоростью. Так, при растекании расплава олова и германия по германию и некоторых сплавов по графиту время снижения краевого угла от 180° до 20—60° составляет 10 —Ю с Дальнейшее увеличение времени контакта не приводило к заметному изменению краевого угла. [c.247] Высокие скорости физико-химического взаимодействия дают возможность применить уравнение Юнга для неравновесных условий 523 при некоторых допущениях. Прежде всего, пренебрегают теми процессами, которые идут медленно и не оказывают влияния на неравновесную адгезию. К числу таких относятся диффузионные процессы. Кроме того, считают, что величина А х является постоянной. Постоянство A i означает, что физико-химические взаимодействия в зоне контакта уже произошли Последующее растекание жидкости не сопровождается изменением A i, т. е. будет происходить аналогично тому, как это имеет место для равновесных систем и подробно изложено в 20 и 21. [c.247] Во всех случаях применения уравнения Юнга в условиях контакта расплавов с твердой поверхностью необходимо иметь в виду, что поверхностные натяжения контактирующих фаз, которые в со-, ответствии с уравнениями (1,5) — (1,7) определяют равновесие капли, претерпевают изменения в результате физико-химического взаимодействия. [c.247] Работа адгезии с учетом физико-химического взаимодействия. [c.247] Физико-химическое взаимодействие обусловливает неравновесную адгезию и рост работы адгезии. Помимо физико-химического взаимодействия работа адгезии при контакте расплавов с твердой поверхностью будет зависеть от тех причин, которые определяют адгезионное взаимодействие жидкости ( 2). [c.247] Соотношение между работой адгезии в равновесных и неравновесных условиях, т. е. соотношение между молекулярным и физикохимическим взаимодействием, помимо расчета может быть определено экспериментально. [c.248] Краевой угол в равновесных условиях больше, чем в неравновесных, а работа адгезии в неравновесных системах превышает работу адгезии, которая имеет место в равновесных системах. [c.248] Неравновесные и равновесные условия возникают при смачивании графита расплавами металлов рмания и олова. Неравновесная адгезия имеет место при контакте с обычным графитом, а равновесная — при контакте с графитом, насыщенным металлом. [c.248] при смачивании твердых поверхностей расплавами нельзя ограничиваться молекулярным взаимодействием, а необходимо учитывать физико-химическое взаимодействие контактирующих тел. Отличительным признаком физико-химического взаимодействия является относительно большая работа адгезии по сравнению с работой адгезии при молекулярном взаимодействии. [c.248] Реакция в зоне контакта протекает до равновесного состояния четырех компонентов, входящих в уравнение (Vni, 5). Энергия этой реакции пропорциональна работе адгезии, т. е. существует определенная связь между работой адгезии и величиной АЕ (рис. Vni,2)5 . Данные рис. Vni, 2, полученные для различных систем, свидетельствуют о тенденции роста работы адгезии по мере уменьшения величины АЕ. Это является подтверждением связи между физико-химическим взаимодействием контактирующих тел и работой адгезии. [c.249] Добавки кислорода в металл способствуют смачиванию Кислород является поверхностно-активным компонентом, концентрируется на границе раздела фаз и взаимодействует с атомом металла Атом металла при этом превращается в положительно заряженный ион, образуя ионную решетку с анионами кислорода твердого окисла что и определяет рост смачивания. [c.249] Таким образом, для некоторых конкретных систем (расплав — твердое тело) можно определить причины физико-химического взаимодействия и его вклад в формирование адгезии. [c.250] Вернуться к основной статье