Шероховатость и пористость

Наружный слой деталей, подлежащих склеиванию, имеет макро- и микроотклонения (от 0,1 до 100 мкм) от идеальной геометрической формы, серьезно влияет на прочность клеевых соединений. Это влияние может быть как положительным, так и отрицательным, и поэтому вопросам изучения параметров отклонения геометрической формы уделяется большое внимание. То же самое относится и к пористости, которая может быть «закрытой» или «открытой». Открытая пористость существенно влияет на расход клея. Последняя может оказывать как положительное влияние (увеличивается площадь клееного шва), так и отрицательное (если в состав клеевых материалов входит растворитель, то он будет накапливаться в порах, что приведет к уменьшению прочности клеевого соединения).

Влияние шероховатости на качество склеивания. При склеивании металлических деталей клеевой материал наносится на поверхность, которая имеет отклонения от идеальной геометрической формы. Шероховатость приводит к увеличению адгезионной прочности, что связано с:

  • увеличением фактической площади склеивания;
  • меньшей скоростью распространения усталостных трещин;
  • большей диссипацией в процессе деформации фрагмента клеевого материала, находящегося непосредственно в микронеровностях.

Факторы, оказывающие отрицательное влияние. Из-за наличия на поверхности подложки различных загрязнений и паров воды полного растекания клея по всей шероховатой поверхности на практике не происходит. Это также связано с:

  • большой вязкостью клея, который не затекает к микронеровности подложки;
  • значительной усадкой клея в процессе отверждения;
  • недостаточной толщиной клеевого шва, что может быть связано с абсорбцией клея парами пограничного слоя подложки.

В результате влияния неблагоприятные факторы будут приводить к:

  • уменьшению адгезионной прочности, адгезии, так как все перечисленные выше неблагоприятные факторы приводят к ухудшению смачиваемости и растеканию клеевого материала по поверхности подложки;
  • уменьшению когезионной прочности, что связано с возникновением трещин в клеевом материале и увеличением скорости их распространения;
  • уменьшению долговечности клеевого соединения, которая зависит от адгезионной и когезионной прочности.

Соотношение благоприятных и неблагоприятных факторов. Определить, каким образом от сочетания благоприятных и неблагоприятных факторов будет зависеть прочность клеевого соединения, достаточно трудно, поскольку факторов много и влияние их противоречиво. Например, пористость. Некоторые компоненты, входящие в состав клеев, могут сорбироваться в поры, что приведет к уменьшению прочности. Кроме этого, в порах сорбируется влага, которая из них трудно удаляется, что также неблагоприятно сказывается на прочности. Большинство исследователей согласны с мнением, что влияние неблагоприятных факторов очень велико и необходимо снижать вероятность их возникновения.

Измерение шероховатости. Для измерения шероховатости используют специальные приборы — профилометры, которые позволяют определять совокупность микровыступов и микровпадин на базовой длине. Микронеровности изображают по разному. Следует иметь в виду, что здесь микронеровности даны в искаженном виде с сильным увеличением по оси игрек. Это делается для удобства анализа.

Основными параметрами, характеризующими профили, являются:

  • высота неровностей по десяти точкам представляет собой сумму средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин;
  • среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости;
  • средний шаг неровностей профиля, который равен среднему значению шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины.

Для металлических подложек наилучшими значениями шероховатости являются параметры от 1 до 3 мкм. Для подложек из резин и других эластомерных материалов влияние шероховатости не столь значительно, как для металлических подложек.

Значение микродефектов

Качество поверхностного слоя металлических подложек оценивают по числу различных дефектов и несовершенств кристаллической решетки. Одним из наиболее простых методов оценки поверхностного слоя является определение микротвердости. Аналогичным образом оценивают и качество полимерных и полимерных композиционных материалов. Значения Rt для пластмасс изменяются в диапазоне от 0,1 до 0,3 мкм. На параметры состояния наружного слоя полимерных материалов существенное влияние оказывает его структура.

Измерение пористости

Существуют различные способы измерения открытой пористости материалов:

  • тест BET, в основе которого лежит определение диффузии ртути;
  • тест Gobb на базе диффузии воды (или масла) на бумажной или тканевой подложке;
  • капиллярные методы, основанные на экспериментальном определении глубины проникновения в течение определенного времени согласно закону Пуазейля.

Эти методы измерения открытой пористости редко используются на практике для анализа свойств поверхностей подложек, так как являются трудоемкими, особенно для пористых поверхностей.

Что касается закрытой пористости, то для ее определения требуются более сложные методы и достаточно часто она упрощенно принимается равной шероховатости. Целесообразно также проводить определение микротвердости с помощью простейших приборов путем вдавливания в исследуемую поверхность алмазной пирамидки и измерения с помощью микроскопа диагонали получаемого при этом отпечатка.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • Поставки в офис. Дешевый мфу лексмарк для работы. E96.

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.