Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
µчения механических характеристик системы изоляции, но и во многом может определять длительную электрическую прочность слоистой системы изоляции, где возможно развитие межслоевых (продольных) разрядов [46, 47].
О развитии разрядов в расслоениях упоминается ещё в ряде работ [25, 48- 50]. Но не указываются способы, позволяющие повысить стойкость изоляции к возникновению и развитию продольных разрядов. Однако, во всех работах упоминается необходимость увеличения прочности сцепления отдельных слоев, которая определяется адгезионной прочностью.
Рис. 1.7 - Развитие расслоения в процессе эксплуатации
.4 Общие сведения об адгезии
Адгезия (от лат. adhaesio - прилипание, сцепление, притяжение) - связь между разнородными конденсированными телами при их контакте. Частный случай адгезии - аутогезия, проявляющаяся при соприкосновении однородных тел. При адгезии и аутогезии сохраняется граница раздела фаз между телами, в отличие от когезии, определяющей связь внутри тела в пределах одной фазы. Наибольшее значение имеет адгезия к твердой поверхности (субстрату). В зависимости от свойств адгезива (прилипшего тела) различают адгезию жидкости и твердых тел (частиц, пленок и структурированных упруговязкопластичных масс, например расплавов, битумов). Аутогезия характерна для твердых пленок в многослойных покрытиях и частиц, определяет прочность дисперсных систем и композиционных материалов (порошков, грунта, бетона и др.) [7].
Адгезия - физико-химический процесс, протекающий на поверхности конденсированных фаз с образованием новой гетерогенной системы. При этом на границе раздела образуется межфазная область с особыми физическими и химическими свойствами.
На характер адгезионного взаимодействия влияет множество факторов: эффективность межфазных взаимодействий, термодинамические свойства материалов, подвижность цепей макромолекул, морфология подложки и некоторые другие. Одной из важнейших характеристик адгезионного взаимодействия является адгезионная прочность, определяемая по усилию, необходимому для разрушения соединения. Существенную роль играют также скорость и способ приложения нагрузки, размеры образца, наличие механических напряжений, когезионные свойства материала и ряд других факторов [8,9].
Наиболее правильное представление об адгезии дают молекулярная теория и термодинамика межфазных явлений.
Необходимо отметить, что все теоретические представления об адгезии относятся не к собственно явлению адгезии или прилипания, а к процессам разрушения адгезионных соединений и их описанию. Только четкое разграничение двух процессов - собственно прилипания (формирования адгезионного контакта) и разрушения адгезионной связи дает возможность оценить сложный комплекс явлений, названный для краткости адгезией[3].
Механизм формирования адгезионного соединения состоит из следующих стадий:
растекание адгезива на поверхности твердого тела и его смачивание;
равновесное установление адгезионного контакта, зависящее от макромолекулярных свойств адгезива и процессов адсорбции и диффузии;
формирование химической и физической структуры адгезива при отвердевании, сопровождающееся возникновением поверхностного слоя, отличающегося по свойствам от объема. Эта стадия включает также усадку адгезива, возможную кристаллизацию, выделение новых фаз и прочее[3].
Прочность адгезионного соединения определяет основные механические свойства полимерных композиционных материалов. При оценке адгезионной прочности необходимо учитывать физические аспекты процессов развития и роста трещин, распределения напряжений и прочее. Эти вопросы, выходящие за рамки физико-химического рассмотрения, подробно освещены в работе[8].
Теории создания адгезионной связи.
Первое систематические исследования в области адгезии появились в 20-х годах. В этот период Мак-Бэном была развита так называемая механическая гипотеза, согласно которой решающая роль при склеивании отводилась механическому заклиниванию адгезива в микродефектах и порах поверхности. Мак-Бэн провел большой цикл работ по склеиванию древесины, бумаги и других пористых тел и показал, что способность клея проникать в поры подложки имеет в ряде случаев определенное значение. Однако увеличение роли механического заклинивания клея в порах привело к отрицательным последствиям. Так, стремясь достичь глубокого затекания клея в древесину, стали применять клеи жидкой вязкости, а также проводились склеивания при высоких давлениях и температурах. Это вызвало чрезмерное впитывание клея в пористую подложку и выдавливание его из зазора. Получались так называемые голодные склейки с несплошной клеевой пленкой и низкой адгезионной прочностью [8].
Нужно отметить, что сам по себе механический эффект без достаточно интенсивного специфического взаимодействия между компонентами не может обеспечить высокой адгезионной прочности.
Изучая проблему склеивания металлов, дерева, кожи, стекла, исследователи постепенно приходили к выводу, что большинство известных еще с древности адгезивов - клеев белковой природы, углеводов, смол - обладают клеящими свойствами благодаря особенностям их химического строения.
На базе представлений о специфическом характере клеящих свойств, а также с привлечением представлений о характере сил взаимодействия между адгезивом и подложкой в 40-х годах возникла адсорбционная теория адгезии, которая рассматривала адгезию как рез?/p>