Adhésion physique ce qui consiste et exemples

La Adhérence physique C'est l'union entre deux ou plusieurs surfaces du même matériau ou de matériau différent lorsqu'ils entrent en contact. Il est produit par la force d'attraction de van der Waals et par les interactions électrostatiques qui existent entre les molécules et les atomes des matériaux.

Les forces de van der Waals sont présentes dans tous les matériaux, sont attrayantes et proviennent des interactions atomiques et moléculaires. Les forces de Van der Waals sont dues à des dipôles induits ou permanents créés dans les molécules par les champs électriques des molécules voisines; ou par l'instantané des électrons autour des noyaux atomiques.

Trois M&M sont collés [par Fletcherjcm (https: // Commons.Wikimedia.org / wiki / fichier: m% 26m% 27S_ (2559890506).Jpg)]

Les interactions électrostatiques sont basées sur la formation d'une double couche électrique lorsque deux matériaux entrent en contact. Cette interaction produit une force d'attraction électrostatique entre les deux matériaux, en échangeant des électrons, appelés la force de Coulomb.

L'adhésion physique fait adhérer au liquide à la surface à laquelle il repose. Par exemple, lorsque l'eau est placée sur un verre, un film mince et uniforme se forme à la surface en raison des forces d'adhésion entre l'eau et le verre. Ces forces agissent entre les molécules de verre et les molécules d'eau et maintiennent l'eau sur la surface du verre.

[TOC]

Qu'est-ce que l'adhésion physique?

L'adhésion physique est la propriété superficielle des matériaux qui leur permettent de rester unis en étant en contact. Il est directement lié à l'énergie libre superficielle (ΔE) Dans le cas d'une adhésion solide - liquide.

Dans le cas de l'adhésion liquide - liquide ou liquide - gaz, l'énergie libre de surface est appelée tension interfaciale ou superficielle.

Peut vous servir: optique ondulée

L'énergie libre de surface est l'énergie nécessaire pour générer une unité de surface du matériau. À partir de l'énergie libre superficielle de deux matériaux, les travaux d'adhésion (adhérence) peuvent être calculés.

Les travaux d'adhésion sont définis comme la quantité d'énergie fournie à un système pour briser l'interface et créer deux nouvelles surfaces.

Plus le travail d'adhésion est grand, plus la résistance à la séparation des deux surfaces. Le travail d'adhésion mesure la force d'attraction entre deux matériaux différents en étant en contact.

Équations

L'énergie sans énergie de deux matériaux, 1 et 2, est égale à la différence entre l'énergie libre après la séparation (γ_final) et l'énergie libre avant la séparation (γ_initial).

Δe = w₁₂ = γ_final - γ_initial = γ₁ + γ₂ - γ₁₂          [1]

γ₁ = Énergie libre de surface du matériau 1

γ₂ = Énergie libre de surface du matériau 2

La quantité W₁₂ Ce sont les travaux d'adhésion qui mesurent la force de l'adhésion des matériaux.

γ₁₂ = énergie libre interfaciale

Lorsque l'adhésion se situe entre un matériau solide et un matériau liquide, le travail d'adhésion est:

W_Sl = γ_S + γ_LV - γ_Sl          [2]

γ_S = Énergie libre de surface du solide en équilibre avec sa propre vapeur

γ_LV= Énergie libre de surface dans l'équilibre de vapeur

W_Sl = Travail d'adhésion entre les matériaux solides et liquides

γ₁₂ = énergie libre interfaciale

L'équation [2] est écrite en fonction de la pression d'équilibre (π_équilibre) qui mesure la force par unité de longueur des molécules adsorbées dans l'interface.

π_équilibre = γ_S - γ_SV          [3]

Il peut vous servir: chaleur: formules et unités, caractéristiques, comment elle est mesurée, exemples

γ_SV= Énergie libre de surface du solide en équilibre avec de la vapeur

W_Sl = π_équilibre + γ_SV + γ_LV - γ_Sl          [4]

Lors du remplacement γ_SV - γ_Sl =   γ_LV cos θ_C En équation [4] il est obtenu

      W_Sl = π_équilibre + γ_Sl(1 + cos θ_C )        [5]

θ_C C'est l'angle de contact en équilibre entre une surface solide, une goutte de liquide et de vapeur.

Angle de contact en trois phases, liquide et solide gazeux. [Par Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // Commons.Wikimedia.org / wiki / fichier: contact_angle.Svg)]

L'équation [5] mesure le travail d'adhésion entre une surface solide et une surface liquide en raison de la force d'adhésion entre les molécules des deux surfaces.

Exemples

Adhérence des pneus

L'adhésion physique est une caractéristique importante de l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité des pneus. Sans une bonne adhérence, les pneus ne peuvent pas accélérer, ou arrêter le véhicule, ou être dirigé d'un endroit à un autre, et la sécurité des conducteurs peut être compromise.

L'adhésion des pneus est due à la force de frottement entre la surface du pneu et la surface de la chaussée. La haute sécurité et l'efficacité dépendra de l'adhésion sur différentes surfaces, à la fois rugueuses et glissantes, et dans différentes conditions atmosphériques.

Pour cette raison.

Adhésion en verre poli

Par contact.

Les molécules d'eau se lient aux molécules de la plaque supérieure et adhèrent également à la plaque inférieure empêchant les deux plaques de se séparer.

Peut vous servir: pression atmosphérique: valeur normale, comment elle est mesurée, exemples

Les molécules d'eau ont une forte cohésion entre elles mais manifestent également une forte adhésion avec des molécules de verre dues aux forces intermoléculaires.

Adhésion de deux plaques avec un liquide [par Emmanuelle Rio SLR (https: // communes.Wikimedia.org / wiki / fichier: adhésioncapillaire.Jpg)]

Adhérence dentaire

Un exemple d'adhésion physique est une plaque dentaire attachée à une dent qui est généralement placée dans des traitements dentaires réparateurs. L'adhésion se manifeste dans l'interface entre le matériau adhésif et la structure dentaire.

L'efficacité du placement des émaux et des dentines dans les tissus dentaires et dans l'incorporation de structures artificielles telles que la céramique et les polymères qui remplacent la structure dentaire, dépendra du degré d'adhésion des matériaux utilisés.

Adhésion du ciment avec des structures

Une bonne adhésion physique du ciment aux structures de brique, de maçonnerie, de pierre ou d'acier se manifeste à grande capacité à absorber l'énergie qui provient des efforts normaux et tangentiels à la surface qui relie le ciment aux structures, c'est-à-dire dans un haut Capacité à résister aux charges.

Pour obtenir une bonne adhérence, dans l'union du ciment avec la structure, il est nécessaire que la surface sur laquelle le ciment sera placé ait une absorption suffisante et que la surface soit suffisamment rugueuse. L'absence d'adhésion se traduit par des fissures et le détachement du matériel adhéré.

Les références

1. Lire, l h. Fondamentaux de l'adhésion. New York: Plenium Press, 1991, pages. 1-150.
2. Pocius, un V. Adhésifs, chapitre27. [AUT. Livre] J E Mark. Manuel des propriétés physiques des polymères. New York: Springer, 2007, pages. 479-486.
3. Isralachvili, J N. Forces intermoléculaires et de surface. San Diego, Californie: Academic Press, 1992.
4. Relation entre l'adhésion et les forces de friction. Isralachvili, J N, Chen, You-Lung et Yoshizawa, H. 11, 1994, Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 8, P. 1231-1249.
5. Principes de la chimie des colloïdes et de la surface. Hiemenz, P C et Rajagopalan, R. New York: Marcel Dekker, Inc. , 1997.