Методы исследования свойств граничного слоя

Статические методы исследования позволяют оценить такие важные параметры граничных слоев, как прочность, упругость, толщина. Исследования свойств граничных слоев этими методами сопряжены с изменениями структуры, а следовательно, и свойств изучаемых образцов вследствие больших механических напряжений, возникающих в граничных слоях. Все это затрудняет и делает неоднозначной интерпретацию экспериментальных данных. [c.73]

Методы исследования свойств граничного слоя [c.72]

Известен метод снятия статических вольт-амперных характеристик при исследовании граничных слоев масел в узлах трения, работающих в режиме граничной смазки. Более эффективным явилось применение метода динамических вольт-амперных характеристик в исследовании свойств граничных фаз. Переменное поле не оказывает ориентирующего влияния на граничный слой. Это является преимуществом переменного поля [51]. [c.75]

Если свойства граничных слоев сушественно отличаются от свойств в блоке, то это может отразиться на распределении напряжений по толшине адгезионных соединений. В связи с этим исследовали масштабный эффект напряжений поляризационно-оптическим методом на границе раздела и в центре клеевого шва или на поверхности покрытия [168]. Из рис. 2.8 следует, что для эпоксидного клея ЭПЦ в исследованном интервале толщин значение и характер распределения остаточных напряжений на границе раздела адгезив — субстрат мало различаются. Однако в клеевых соединениях заметна тенденция к снижению максимальных касательных напряжений Тм акс В покрытиях — К росту. Степень неравномерности распределения напряжений Тмакс по мере уменьшения толщины шва снижается. Из сравнения данных для покрытия и швов видно, что наличие двух границ раздела увеличивает напряжения, причем по мере уменьшения толщины прослойки полимера эта разница возрастает. Это подтверждается работами [108, 135]. [c.77]

Поскольку вклад поверхностного слоя в свойства материала, как правило, невелик в сравнении с вкладом объема, экспериментальное исследование свойств и структуры поверхностных слоев сильно затруднено большинство методов характеризует сумму свойств поверхностного слоя и объема. Поэтому большая часть выводов относительно вклада поверхностного слоя делается на основании изменений, вносимых границей раздела в свойства полимера в целом. В этом случае наиболее удобным объектом для исследования свойств граничных слоев являются наполненные полимеры, которые можно рассматривать как систему, состоящую из частиц твердого тела с тонкими полимерными прослойками на поверхности. [c.13]

Анализ указанных методов показал, что для исследования свойств граничного слоя нефти на контакте с нефтевмещающимк породами наиболее применимы механические. Нами были разработаны и применены следующие методы 1) плоскопараллельных дисков 2) резонансный 3) центробежного поля 4) капиллярного давления. Первые два позволяют проводить исследования только на полированных поверхностях, последние два — на среде. В целом все эти методы охватывают широкий круг объектов и разнообразных условий формирования граничных слоев. [c.76]

Поскольку во всех случаях толщина поверхностного слоя невелика по сравнению с объемом, то это сильно затрудняет экспериментальное исследование их свойств и структуры, так как применение большинства методов дает данные о сумме свойств поверхностного слоя и объема. Поэтому в основном большая часть выводов делается на основании изменений, вносимых границей раздела в объемные свойства, т. е. на нахождении некоторых избыточных характеристик. В этом случае наиболее удобной моделью для исследования свойств граничных слоев являются наполненные полимеры, которые можно рассматривать как систему из частиц твердого тела с тонкими полимерными прослойками на поверхности. [c.176]

Одним из основных свойств граничного слоя является его толщина. Б. В. Дерягиным реализовано несколько вариантов метода интерференции поляризованных лучей для измерения толщин тонких слоев полярных жидкостей на поверхности стекла и металлов. Было установлено, что толщина граничного слоя для исследованных веществ около 0,1 мкм [39, 54]. [c.69]

Развитый еще в 1948—1952 гг. [117—119] метод сдувания до сего времени остается единственным методом послойного изучения свойств граничных слоев, а именно послойного измерения вязкости жидкостей вблизи твердой гладкой подложки. С помощью этого метода впервые были получены оценки толщины граничных слоев [117— 126]. На основе этих и других исследований было выдвинуто представление об однородных граничных фазах [3, 9], скачком переходящих на определенном расстоянии от поверхности подложки в изотропную объемную жидкую фазу. [c.214]

Необходимо подчеркнуть, что сопоставление упруго-прочностных свойств и топологии сетки систем, содержащих эластичный наполнитель, в настоящее время может носить только качественный характер. Действительно, используемые в настоящее время методы оценки структуры граничных слоев (исследование модельных адгезионных склеек послойным рассечением, набухание срезов, набухание резин в растворе контрастирующего агента с последующим исследованием под микроскопом) являются достаточно грубыми. Поэтому попытки сделать количественные сопоставления не смогут дать убедительных результатов, если не будут привлечены новые (прецезионные) методы анализа. Качественные же оценки различных конкретных систем (с помощью разработанного метода послойного рассечения и некоторых других) представляют несомненный интерес. Исследования структуры граничных слоев, нашли свое развитие в работах [9]. [c.75]

Приводятся схемы установок, позволяющих производить исследования физико-механических свойств граничных слоев смазки па поверхностях твердых тел. Описан метод исследования площади фактического контакта в статических и кинетических условиях с помощью ультразвуковых импульсов. Приводятся результаты исследования латентного периода формирования граничного смазочного слоя. Сообщается о сдвиговой упругости неполярного вазелинового масла при частотах 200 ец. [c.326]

Успех спектрального изучения граничного слоя связан с правильным выбором метода исследования. Для изучения дисперсных систем удобны методы пропускания и направленного диффузного рассеяния [3]. Для изучения адсорбции из растворов, адсорбционных свойств граничного слоя металлов и полупроводников целесообразно применение методов многократного зеркального и полного внутреннего отражения [4]. [c.276]

В этой главе собраны работы, посвященные исследованию физических свойств воды в различных модельных и природных дисперсных системах, а также вблизи активных групп макромолекул и биополимеров. Сопоставление данных, полученных разными методами и для разных объектов, приводит к общему выводу об отличиях свойств воды в граничных слоях от ее свойств в объеме. Характер этих изменений существенным образом зависит от природы воздействующих на воду групп и поверхностей. Наиболее сильное влияние на структуру воды оказывают заряженные центры и полярные группы, способные к образованию водородных связей с молекулами воды. При этом оказываются важными эпитаксиальные эффекты — число и характер расположения активных центров на твердой поверхности. [c.6]

Следовательно, прежде всего необходимо изучить природу сил, определяющих строение и структуру граничных слоев нефти, а также факторы, определяющие их свойства породообразующих минералов, компонентный состав нефти и ее физико-химические свойства. Такой комплекс исследований дает возможность научно обоснованно выбрать способ воздействия на пласт для рационального использования поверхностных сил в нефтяном коллекторе, создать метод, позволяющий перевести нефть граничного слоя в свободное состояние и тем самым увеличить нефтеотдачу пласта. Итак, основным содержанием физико-химической механики нефтяного пласта является изучение процессов, происходящих на границе раздела жидкостей и газа с породообразующими минералами. [c.4]

Механические — составляют наиболее обширную группу методов исследования граничных слоев жидкости, так как их механические свойства непосредственно связаны со строением аномальных слоев и действующими на них молекулярными силами. Именно из-за тесной связи со структурой механические (реологические) параметры получили в физико-химической механике название структурно-механических. [c.73]

Этот метод исследования вязкоупругих свойств жидкости позволяет проводить измерения на звуковых частотах в широком интервале температур и скоростей сдвига при фиксированной, постоянной во времени, величине рабочего зазора. Это позволяет проводить моделирование процесса формирования граничного слоя жидкости на контакте с твердой фазой [5]. [c.83]

Как известно, широкое применение для исследования свойств воды находит метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах атомов водорода и кислорода О), имеющих ненулевой спин. Этот метод часто применяют для изучения состояния и свойств воды в пористых телах. Однако при этом возникают трудности интерпретации получаемых данных, что связано с существенным влиянием процессов, обусловленных гетерогенностью системы, наличием тонкодисперсной твердой фазы. Только правильный учет всех обсуждаемых в первом разделе многочисленных мешающих факторов позволяет получать надежную информацию о свойствах связанной воды толщине граничных слоев, параметрах ориентационного порядка и подвижности молекул. Обсуждается также и ряд еще нерешенных задач спектроскопии ЯМР. [c.228]

Изменения структурно-чувствительных свойств не всегда однозначно указывают на изменение структуры граничных слоев и часто могут быть объяснены иначе, например за счет изменения концентрации. Однако условия эксперимента могут быть выбраны так, что неструктурные факторы не способны объяснить основную часть наблюдаемого эффекта, В этих условиях изменения изучаемых свойств однозначно свидетельствуют об особой структуре граничного слоя. Особенно интересны прямые методы исследования структуры, которые не только в принципе однозначны, но указывают и на характер структурных особенностей граничных слоев. [c.32]

Вопрос о природе граничных слоев не решен. Низшие индивидуальные углеводороды и, по-видимому, глубоко очищенные нефтяные масла и некоторые другие неполярные жидкости не образуют толстых граничных слоев. У таких жидкостей формируются за счет поверхностных сил металлов моно-, бимолекулярные адсорбционные слои, но их смазочное действие очень невелико [42]. В отличие от этого, рентгеноструктурными методами [43] было показано, что поверхностно-активные вещества, растворенные в углеводородных жидкостях, у поверхности металлов образуют квазикристаллическую структуру с ориентацией молекул перпендикулярно поверхности раздела фаз толщиной порядка многих десятков молекул. Удобный метод исследования механических свойств толстых граничных слоев — метод плоскопараллельных дисков [38, 44]. Метод основан на прецизионном измерении кинетики сближения зеркально полированных горизонтальных дисков, погруженных в исследуемую жидкость. В гидродинамике кинетика их сближения описывается уравнением Стефана — Рейнольдса [c.167]

Б. в. Дерягину и его сотрудникам принадлежат чрезвычайно интересные исследования механических свойств граничного масляного слоя. Исходя из доказанного положения о слоистой квазикристаллической структуре граничного масляного слоя, авторы замеряют предельное напряжение сдвига как функцию расстояния от твердой поверхности. Принятый для этого авторами очень простой метод, использующий прибор, показанный на рис. 181, заключается в следующем. В капилляр специальной формы, узкий конец которого О запаян, впускают некоторое количество испытуемого масла, так что смачиваются стенки капил.ляра и заполняется часть тупика О. Затем этот капилляр центрифугируют [c.347]

Исследование механических свойств граничных смазочных слоев затруднено незначительностью их массы и неизбежной шероховатостью поверхностей твердых тел. Метод стоны слоев , предложенный Ахматовым [1], является пока единственным методом, давшим надежные значения упругих констант граничного слоя толщиной 0,2 мк. Одним из авторов [2] для изучения механических свойств граничного смазочного слоя был применен метод снятия резонансных кривых в пределах предварительного смещения б. Тангенциальная сила F, препятствующая предварительному смещению поверхностей, при этом представляется в виде трех членов [c.289]

При исследовании некоторых органических жидкостей (дибу-тилфталат, бензотрон и т. п.) метод сдувания позволил установить различие в структуре граничных слоев и объемной жидкости. Переход от объемной жидкости к граничному слою иногда происходит скачкообразно, подобно фазовому переходу первого рода, нО при определенной толщине. В этом видна уникальность этого абсолютного метода исследования свойств граничных слоев, прецизионность которого значительно повысилась благодаря применению в эллипсометрии газового лазера [52]. [c.73]

Из различных возможных методов исследования свойств граничных слоев преимущество надо отдавать таким, которые позволяют определять локальные свойств а, конечно, интенсивные в функции расстояния у от фазовой поверхности (или от подложки). К таким крайне немногочисленным уникальным методам относится метод сдувания, позволяющий определять профиль скоростей в граничном слое, ачерез него днфферен- [c.32]

Несомненно исследования граничных слоев важны для физико-хи-мии и технологии переработки и применения нефтяных систем. В данной работе обобщены результаты исследования толщины и реологических свойств граничных слоев, образующихся при взаимодействии нефтяных остатков (табл. I) с поверхностью стали и кварца. Исследования проводили методом плоско-параллельных дисков [9] на стальных и кварцевых дисках диаметром 18 и 30 мм при 25°С и удельных нормальных нагрузках 0,04-0,32 МПа. Поверхность притертых друг к другу дисков была отполирована до 14 класса чистоты. (Зредняя высота микрошероховатостей не превышала 30 нм. Точность измерения толщины граничного слоя составляла +0,01 мкм. [c.112]

Основные научные работы посвящены исследованию поверхностных явлений. Развил термодинамику систем с учетом введенного им понятия расклинивающего давления тонких прослоек. Впервые осуществил прямые измерения молекулярного притяжения твердых тел в функции расстояния и расклинивающего давления тонких слоев жидкостей. Теоретически обосновал влияние перекрытия ионных атмосфер на расклинивающее давление жидких прослоек и взаимодействие коллоидных частиц, что позволило ему создать теорию коагуляции и гетерокоагуляции коллоидных и дисперсных систем. Совместно с советским физиком Л. Д. Ландау создал (1928) теорию устойчивости лиофобных коллоидов, известную ныне под названием теории ДЛФО (теория устойчивости дисперсных систем Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека). Обнаружил особые свойства граничных слоев жидкостей, определяемые их специфической (анизотропной) структурой. Развил теории термоосмоса и капиллярного осмоса в жидкостях, термофореза и диффузиофореза аэрозольных частиц. Автор двучленного закона внещнего трения. Под его руководством впервые синтезированы при низких давлениях нитевидные кристаллы алмаза — усы . Разработал методы наращивания алмазных кристаллов и порощков из газа при низких давлениях. [c.171]

Дан анализ современного состояния физико-химических методов воздействия на призабойную зону пласта. Приведены результаты экспериментальных исследований по изучению свойств граничных слоев нефти и влиянию аномалий вязкости на нефтеотдачу. Предложен комплекс методов, позволяющий оценивать эффективность новых химических веществ в процессах нефтедобычи. Представлены результаты лабораторных исследований новых химических веществ класса ацеталей для интенсификации притока нефти к скважинам. Приведены решения различных задач вытеснения нефти оторочками химических реагентов и растворителей. Описан новый метод контроля за процессом физико-химического воздействия на нефтяные пласты. [c.2]

Значительно более простой и прямой метод исследования оптических свойств граничных слоев, разработанный позднее [83, 841, состоит в измерении коэффициентов поглощения [л УФ-излучения (в области полосы поглощения) в функции толщины проглойки жидкости Н между пластинками кварца, прозрачного в ультрафиолете. Измерения (Н) проводили методом локальной спектрометрии клиновидного слоя жидкости (его сканирования ) коллимированным пучком УФ-излучения (ширина луча 0,01 см). Лиофилиза-ция поверхностей кварца осуществлялась обработкой горячей хромовой MB bJO. 1 [c.209]

Прямые подтверждения особых свойств граничных слоев были получены с помощью разработанного Дерягиным, Карасевым и Захаваевой метода сдувания [117—119]. Результаты систематических исследований послойной вязкости граничных слоев различных жидкостей обсуждаются в следующем разделе. [c.214]

Большая часть экспериментальных данных, касающихся изменения свойств граничных слоев полимеров на поверхности твердого тела, относилась к линейным полимерам, поскольку для них относительно легко можно наблюдать изменения свойств, вызываемые введением поверхности раздела. Значительно сложнее обстоит дело при переходе к кристаллическим и трехмерным полимерам. Ю. С. Липатов и Т. Э. Геллер [220, 221) нашли, что по мере возрастания густоты пространственной сетки полимера влияние поверхности на температуру стеклования делается менее заметным, о является следствием ожестчения цепей в результате увеличения густоты сетки. Для жестких полимеров типа ацетилцеллюлозы поверхность твердого тела также не оказывает влияния на температуры переходов 219]. Это, однако, не означает, что в системах в присутствии твердой поверхности не происходит структурных изменений в граничных слоях. Исследование изменений структуры и свойств граничных слоев в кристаллических и сшитых полимерах требует поиска новых физических методов исследования граничпых слоев. [c.168]

Следует заметить, что можно получить стальные пластины предельно высокого класса чистоты (146), о они будут обладать микро-геометрическим профилем, который может быть охарактеризован, как плоскость, несущая ряд узких щелеобразных дефектов (рис. 5). При наличии таких пластин становится возможным применение метода стогпы к исследованию механических свойств граничных слоев предельно [c.129]

Примером квалификационного метода, получившего широкое применение во всем мире, является метод оценки противоизносных и противозадирных свойств смазочных материалов на четырехшариковой машине трения. Существует ряд отечественных и зарубежных модификаций этих машин (КТ-2, КТ-4, МАСТ-1, машины фирмы Shell и др..) [9]. Все они предназначены для исследования трения при граничной смазке, для определения критических температур граничного слоя смазки на поверхностях трения, при которой слой смазочного материала разрушается, или для определения критической нагрузки, при которой наступает схватывание (задир, спекание) стальных поверхностей шариков. [c.14]

Задачей самостоятельной важности является также дальнейшее изучение одиночных, неперекрытых граничных слоев, а именно исследование их физических свойств и особенностей структурного строения, в ряде случаев приближающегося к жидкокристаллическому. Для этого потребуется разработать новые, более чувствительные методы физико-химического анализа и провести комплексные измерения разными методами для граничных слоев различных жидкостей вблизи хорошо охарактеризованных твердых поверхностей. [c.395]

Измеряя разность потенциалов между электродами 1—4, мы получали суммарную величину падения потенциала для всей системы измерение и 3,4 давало возможность получения соответственно анодной и катодной составляющих потенциала. Результаты измерений этих величин во времени показали изменения, характеризующие особенности кинетики протекающего сложного процесса прохождения тока, что отмечено на рис. 8 стрелками. Из рис. 8 видно, что суммарная кривая для всей системы ( 1,4) сходна по форме с кривой для анодной стороны Е , что указывает на преобладающее значение анодной составляющей в процессе поляризации. Следует отметить увеличение сопротивления на анодной стороне системы вследствие разбавления раствора в околомембранном слое и уменьшения сопротивления катодной стороны ( 3,4), связанное с повышением концентрации. Можно заметить также небольшой сдвиг влево всей кривой 2,31 связанный с увеличением концентрации порового раствора за счет диффузии со стороны катода. Таким образом, исследование вызванной граничной и объемной поляризации, а также использование метода вольт-амперных кривых может быть весьма полезным для оценки электрохимических и структурных свойств различных капиллярно-пористых тел. [c.114]

Граничное трение определяется, конечно, свойствами трехфазной фрикционной системы металл — граничный слой — металл, как единого целого. Для гомогенных пар плоскость скольжения (внутри слоя) разделяет систему на две тождественные зеркально симметричные части, образованные металлом и граничным слоем. Оказалось возможным и перспективным исследование такого рода систем методом измерения кон- [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология