La adhérence physique C'est l'union entre deux ou plusieurs surfaces d'un même matériau ou d'un matériau différent lorsqu'elles 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 d'interactions atomiques et moléculaires. Les forces de Van der Waals sont dues aux dipôles induits ou permanents créés dans les molécules par les champs électriques des molécules voisines; ou par les dipôles instantanés des électrons autour des noyaux atomiques.
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, par échange d'électrons, appelée force de Coulomb..
L'adhérence physique fait adhérer le liquide à la surface sur laquelle il repose. Par exemple, lorsque de l'eau est placée sur du verre, un film mince et uniforme se forme sur la surface en raison des forces d'adhérence entre l'eau et le verre. Ces forces agissent entre les molécules de verre et les molécules d'eau et maintiennent l'eau à la surface du verre..
Index des articles
L'adhérence physique est la propriété de surface des matériaux qui leur permet de rester ensemble lorsqu'ils sont en contact. Il est directement lié à l'énergie libre de surface (ΔE) pour le cas de l'adhésion solide-liquide.
Dans le cas de l'adhésion liquide-liquide ou liquide-gaz, l'énergie libre de surface est appelée tension interfaciale ou de surface.
L'énergie libre de surface est l'énergie nécessaire pour générer une unité de surface du matériau. À partir de l'énergie libre de surface de deux matériaux, le travail d'adhérence (adhérence) peut être calculé.
Le travail d'adhésion est défini comme la quantité d'énergie fournie à un système pour briser l'interface et créer deux nouvelles surfaces..
Plus le travail d'adhérence est important, plus la résistance à la séparation des deux surfaces est grande. Le travail d'adhérence mesure la force d'attraction entre deux matériaux différents au contact.
L'énergie libre de séparation de deux matériaux, 1 et 2, est égale à la différence entre l'énergie libre après séparation (γfinal) et de l'énergie libre avant la séparation (γinitiale).
ΔE = W12 = γfinal - γinitiale = γ1 + γdeux - γ12 [1]
γ1 = énergie libre de surface du matériau 1
γdeux = énergie libre de surface du matériau 2
La quantité W12 est le travail d'adhérence qui mesure la force d'adhérence des matériaux.
γ12 = énergie libre interfaciale
Lorsque l'adhérence est entre un matériau solide et un matériau liquide, le travail d'adhérence est:
WSL = γS + γLV - γSL [deux]
γS = énergie libre de surface du solide en équilibre avec sa propre vapeur
γLV= énergie libre de surface du liquide en équilibre avec la vapeur
WSL = travail d'adhérence entre matière solide et liquide
γ12 = énergie libre interfaciale
L'équation [2] s'écrit en fonction de la pression d'équilibre (πéquil) qui mesure la force par unité de longueur des molécules adsorbées à l'interface.
πéquil = γS - γSV [3]
γSV= énergie libre de surface du solide en équilibre avec la vapeur
WSL = πéquil + γSV + γLV - γSL [4]
Lors du remplacement γSV - γSL = γLV cos θC dans l'équation [4] on obtient
WSL = πéquil + γSL(1 + cos θC ) [5]
θC est l'angle de contact à l'équilibre entre une surface solide, une goutte de liquide et de vapeur.
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..
L'adhérence physique est une caractéristique importante pour évaluer l'efficacité et la sécurité des pneus. Sans une bonne adhérence, les pneus ne peuvent pas accélérer, freiner le véhicule ou être dirigés d'un endroit à un autre, et la sécurité du conducteur peut être compromise.
L'adhérence du pneu est due à la force de frottement entre la surface du pneu et la surface de la chaussée. Une sécurité et une efficacité élevées dépendront de l'adhérence à différentes surfaces, à la fois rugueuses et glissantes, et dans différentes conditions atmosphériques..
Pour cette raison, l'ingénierie automobile progresse chaque jour dans l'obtention de modèles de pneus appropriés qui permettent une bonne adhérence même sur des surfaces mouillées..
Lorsque deux plaques de verre polies et humidifiées entrent en contact, elles subissent une adhérence physique qui est observée dans l'effort qui doit être appliqué pour surmonter la résistance à la séparation des plaques..
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.
Les molécules d'eau ont une forte cohésion les unes avec les autres mais montrent également une forte adhérence avec les molécules de verre en raison des forces intermoléculaires..
Un exemple d'adhérence physique est une plaque dentaire collée à une dent qui est généralement placée dans les traitements dentaires de restauration. L'adhésion se manifeste à l'interface entre le matériau adhésif et la structure dentaire.
L'efficacité dans le placement des émaux et des dentines dans les tissus dentaires, et dans l'incorporation de structures artificielles telles que les céramiques et les polymères qui remplacent la structure dentaire, dépendra du degré d'adhérence des matériaux utilisés.
Une bonne adhérence physique du ciment aux structures en brique, en maçonnerie, en pierre ou en acier se manifeste par une capacité élevée à absorber l'énergie provenant des contraintes normales et tangentielles à la surface qui relie le ciment aux structures, c'est-à-dire sous une charge élevée. capacité portante.
Pour obtenir une bonne adhérence, lorsque le ciment est joint à la structure, il est nécessaire que la surface sur laquelle le ciment doit être posé présente une absorption suffisante et que la surface soit suffisamment rugueuse. Le manque d'adhérence entraîne des fissures et un détachement du matériau collé.
Personne n'a encore commenté ce post.