химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

эмали с металлом порождает ряд проблем, поскольку прежде всего при эмалировании стального листа перекрываются несколько процессов, которые в комплексе формируют процесс сцепления.

5.4.1. Общие аспекты сцепления твердого тела с эмалью

При интерпретации сцепления поверхностных слоев с материалом основы следует различать атомистическую или энергетическую природу связи (механизма сцепления) и силу механического сцепления (прочность сцепления). Сцепление, как феноменологическая величина, и прочность сцепления, как измеряемая техническая величина, зачастую неправильно считаются синонимами. Для описания сцепления часто обращаются к работе адгезии согласно уравненгю (5.2) и другим подобным формулам. Однако это лишь количественные соотношения, которые ничего не говорят о качестве и специфике сил связи и тем самым о природе связи. Для постижения атомно-физических взаимодействий партнеров и процессов сцепления необходимо учитывать следующие феноменологические механизмы; механическое зацепление (по микронеровностям); электростатическое притяжение под действием контактного потенциала; связь через оксидные слои, повышающие прочность сцепления; химическая связь — через стеклянный граничный слой, насыщенный оксидами; связь и закрепление через вторичные промежуточные слои.

74

5.4.1.1. Механическое сцепление по ннкроиероаяосгям

В результате внедрения эмалей в углубления поверхности, поднутрения (анкерные точки) и действия сжимающих усилий можно, как это часто наблюдалось, создать зацепление по микронеровностям и тем самым обеспечить сцепление. При этом остается неучтенным, играют ли какую-либо роль и другие атомнофизические механизмы. Во всяком случае механическое защемление можно частично рассматривать как существенный фактор сцепления, в первую очередь для стали и чугуна. Вайраух (1978) по числу анкерных точек и по другим параметрам вывел формулу для энергии механической связи.

5.4.1.2. Электростатические силы свази

Эти силы возникают на границе раздела фаз в результате образования контактных потенциалов. При этом должны формироваться показатели прочности сцепления > 10 МПа, вклад которых в общую прочность сцепления эмали будет составлять ~ 10 % работы адгезии оксида на металле (Журавлев, Матусов, 1972). Силы сцепления возникают также вследствие различия в работах выхода электронов и вследствие формирующихся электромагнитных полей в твердых телах.

5.4.1.3. Участие в сцеплении тонких оксидных слоев

Оксидные слои, которые скреплены как с металлом (с прочностью ~ 10 МПа), так и со стекловидной структурой, вполне могут служить усилителями сцепления при эмалировании, как считают следующие авторы: Кауц (1936, 1938, эмалированные стали), Дитцель (1951, 1963 а, эмалирование чугуна и легированных сталей), Гугелер (1969, эмалирование алюминия), Гролль и др. (1963, зубная эмаль). Это представление может быть видоизменено во взаимозависимости с химической связью и приспособлено к ее теории.

5.4.1.4. Химические и межмолекуляриые связи

Связи между металлом и стеклом могут основываться на истинных валентностях или дисперсионных силах (связи Ван-дер-Ваальса). В случае эмали разграничить эти связи затруднительно.

Главную причину сцепления в общем случае видят в дисперсионных силах, если в этом не участвуют химические реакции. Эти силы, состоят во взаимодействиях между частицами вещества (атомами, ионами, молекулами) как следствие статистических перемещений зарядов и образования временных диполей. Взаимодействие пропорционально энергии ионизации и поляризуемости (а2) частиц и обратно пропорционально расстоянию (г6). Дисперсионные силы действуют дальше, чем ковалентные. В противоположность силам валентности они аддитивны; они перекрываются (накладываются друг на друга) без насыщения и постоянно вызывают силы притяжения, которые однако меньше других сил связи. Тем не менее, этим механизмом тоже могут быть объяснены высокие показатели прочности сцепления. О'Брайен и Райдж (1964) рассматривают эти силы и в случае эмалирования.

Ряд исследователей, например Кинг и др. (1959), Паск и его школа (1962, 1966, 1971, 1973), а также Бхат и Меннинг (1973), считают сцепление чисто химической связью, которая может , снизить внутреннюю энергию, уменьшить свободную поверхностную энергию и достичь химико-термодинамического равновесия энергии развития связи на поверхности раздела, если стекло насыщено оксидом металла, не восстанавливаемым металлом основы. Если эти условия не выполнены и равновесие химических потенциалов не достигнуто, то протекает необратимая реакция, в результате которой возникают лишь слабые связи Ван-дер-Ваальса. Эти условия (Бором и Паск, 1966) схематически представлены на рис. 5.3. Единого

типа связей здесь нет; принимается, что на поверхностях раздела действуют полярные и ковалентные связи к поверхности металла через кислород.

Для случая стекла на железе Паск и Фульрад (1962) рассмотрели следующие механизмы контакта и связи с учетом угла смачивания О:

а) стекло на оксиде железа (f>=2°)

—Fe— Fe—О—Fe—О—S

страница 26
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221

Скачать книгу "Эмаль и эмалирование" (6.29Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ланшафт дизайнер на бюджетной основе учиться
купить линзы купер флекс в москве
купить итальянскую кухню верона в москве
Детские игровые комплексы для улицы из дерева

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)