Основные определения и понятия.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

К лабораторным работам по дисциплинам

«Материаловедение»

«Конструкционные и защитно-отделочные материалы в автомобиле – и тракторостроение»,

«Современные материалы на автомобильном транспорте»

 

Набережные Челны

2009 г.

Методические указания для подготовки студентов по направлению 651700 «Материаловедение, технологии материалов и покрытий» (специальность 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов»); бакалавров по направлению 150600.68 "Материаловедение и технология новых материалов". Составил: Бобрышев А.А. – Наб. Челны: Изд-во Камской государственной инженерно-экономической академии, 2009, 34 с.

 

Рецензент: д.т.н., профессор Астащенко В.И.

 

Методические указания одобрены методической комиссией факультета Автоматизации и прогрессивных технологий 2009 года.

 

Ó Камская государственная инженерно-экономическая

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Особенности и классификация адгезионного взаимодействия пленок. Основные определения и понятия.
2. Основные виды лакокрасочных материалов, применяемых в машиностроении.
3. Классификация ЛКМ
4. Лабораторная №1. Метод отслаивания.
5. Лабораторная №. 2. Метод решетчатых надрезов.
6. Лабораторная №. 3. Метод решетчатых надрезов с обратным ударом.
7Список использованной литературы

Особенности и классификация адгезионного взаимодействия пленок.

Основные определения и понятия.

Следует считать, что адгезия — это связь или взаимодействие между поверхностями двух разнород­ных контактирующих тел. Для нарушения этой связи необходимо внешнее воздействие определенной величины. Адгезия является синонимом русского слова «прилипание». Иногда под термином «прилипание» подразумевают процесс, ведущий к сближению тел и установлению между ними связи.

Только в этом смысле в дальнейшем будет применяться термин прилипание. Кроме того, для определения состояния пленки в процессе адгезии будет применяться понятие «прилипшая пленка».

Различают адгезию частиц и жидкости к твердым поверх­ностям, а также адгезию пленок и покрытий. Адгезия пленок и по­крытий — явление, которое возникает при контакте твердых поверх­ностей с пленками, находящимися на этих поверхностях.

Разграничить понятия «пленки» и «покрытия» порой бывает затруднительно. Пленками обычно называют тонкие слои материа­лов, применяемых для различных целей: упаковки, изоляции, при­дания декоративного вида и т. д. Покрытиями — тонкие слои, на­пример краски или металла, нанесенные на основу с целью прида­ния определенных свойств или изоляции ее от окружающей среды. Подобные функции в некоторых случаях могут выполнять и пленки. Так, пленки, образованные из высокодисперсных твердых частиц, могут выполнять роль смазочного слоя или сообщать поверхности электрические и другие свойства. Поэтому для сокращения в даль­нейшем вместо термина «пленки и покрытия» будем применять какой-либо один термин: «пленки» или «покрытия».

С точки зрения адгезионного взаимодействия пленки, как пра­вило, формируются в результате соприкосновения с твердой поверх­ностью. Кроме того, они могут существовать до взаимодействия с твердым телом, но в результате адгезии они приобретают новые свойства. Пленки могут быть, например, хрупкими, но при контакте с твердой поверхностью за счет адгезии это отрицательное свойство пленок исчезает и пленки могут приобретать другие положительные качества.

Прилипшие к твердой поверхности пленки называют адгезивом, а саму поверхность — субстратом или подложкой. Пленки обычно наносят на твердую поверхность для того, чтобы экранировать вострят. Такое экранирование нужно с целью предупреждения кор­розии, придания поверхности смазочных, декоративных и других Свойств. Так, тонкие пленки, образованные из порошкообразных материалов, сообщают поверхности необходимые электрические свойства, что используется в печатных схемах приемопередающих устройств. Тонкие металлические пленки, наносимые на изоляторы, обусловливают поверхностную электрическую проводимость. Пленки придают кинолентам необходимые эластичные и другие свойства.

Пленки могут образовываться в результате некоторых техноло­гических процессов, например в результате отложения частиц пара­фина при движении нефти по трубопроводам.

В отдельных случаях может иметь место адгезия двух и более пленок, изготовленных из различных материалов. Например, для получения упаковочного материала используют комбинированную пленку, сочетающую положительные свойства ее составляющих. Пленка полиэтилена в результате адгезии с пленкой полиэтилен-терефталата образует эластичный упаковочный материал, облада­ющий высокой прочностью, паро- и газонепроницаемостью, стой­костью к повышенной влажности воздуха.

 

 

Рис. 1. Способ образования пленок:

о — слой жидкости; б — пленка; в— слой прилипших частиц

В настоящей работе рассматривается система из двух контакти­рующих тел: адгезива (пленки) и субстрата (поверхности). Речь идет о пленках, прилипших к поверхности только одной стороной (рис. 1, б).

Причины адгезии пленок. На основе разграничения понятий адгезии и адгезионной прочности рассмотрим причины этих явлений. Остановимся сначала на причинах адгезии.

Работу адгезии можно представить в следующем виде:

(1)

Где W — средняя энергия единицы связи, определяющая адгезию; N — число таких связей в расчете на единицу площади адгезива и субстрата.

Соотношение (1) является основополагающим для выяснения причин адгезии. Адгезия обусловливается прежде всего различными пилами взаимодействий между молекулами или атомами. Эти взаимо­действия приводят к образованию межмолекулярной и химической связей (см. табл. 1).

Причины адгезии пленок в газовой и жидких средах

Таблица 1

Взаимодействие	Связь	Среда
Между молекулами или атома­ми	Межмолекулярная. Химическая: донорно-акцептор­ная, ионная, ковалентная	Газовая и жидкая
Электрическое	Электрическая под действием кулоновских сил	Газовая
За счет расклинивающего давления	Межмолекулярная, химическая, электрическая	Жидкая

В настоящее е время развита микрореологическая теория адгезии. Суть этой теории заключается в том, что в процессе формиро­вания пленки из расплава происходит заполнение выемов шероховатой поверхности субстрата, увеличивается площадь фактического контакта, а следовательно, и число связей между адгезивом и суб­стратом, что приводит к росту адгезии и адгезионной прочности. Рост адгезионной прочности доказан прямыми опытами. Помимо этого микрореологическая теория рассматривает адгезионную прочность с общих позиций, основа которых заложена в соотношении (1).

Настоящая методика распространяется на лакокрасочные мате­риалы и устанавливает методы определения адгезии лакокрасочных покрытий к металлическим поверхностям:

Метод отслаивания;