Исследование влияния различных факторов на газоразрядные явления при отрыве пленок полимеров от твердых подложек тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Р Г 5 ОД 1 1 НО Я !'335

» ' Г!У'' НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ

па 1 фанах рукописи

Мусуралисв То кто го и Мусуралиевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ОТРЫВЕ ПЛЕНОК ПОЛИМЕРОВ ОТ ТВЕРДЫХ ПОДЛОЖЕК

специальность 01. 04. 07. -физика твердого тела АВТО РЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико - математических наук

Бишкек - 1996.

Работа выполнена в Кыргызском техническом университете имени И.Раззакова.

Научные руководители: - доктор физико-матсматичсских наук, чл. Кор HAH Кыргызской Республики, профессор Жайнаков А. Ж. - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Губайдулин 3. X.

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

Карымшаков Р.К.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Макаров В. П.

Ведущая организация - Кыргызский педагогический университет имени И. Арабаева

Защита состоится " " Д 1996 г. в (У часов на

заседании специализированного Совета Д А. 94. 08. В институте физики HAH Кыргызской Республики: (720071 г. Бишкек, проспект Чуй, 265-а) с диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке HAH Кыргызской Республики.

V « fi 1996 г.

Автореферат разослан '

Ученый секретарь Специализированного Совета -/Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Л.К. Меренкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. ^

Б настоящих время существование самой тсспой взаимосвязи между адгезионными и электрическими явлениями не вызывает никакого сомнения. Одним из важнейших вопросов и области адгезии является »опрос "о природе сил, обусловливающих адгезионную прочность". Особенно значима адгезия пленок, как одна из разновидностей адгезионного взаимодействия. Многочисленные окрашен им изделии, полимерные пленочные материалы, разнообразный клееные композиции - нот далеко не полный перечень практики использования адгезии »ленок.

Однако, несмотря па то, что с явлением адгезии мы встречаемся на каждом шагу, природа этого, на мерный взгляд, простого по па деле весьма многогранного явления далеко не изучена.

Исследование механизма адгезии и методов получения адгезионных соединений и нх практического применения является одной из основных задач многих научно-технических проблем. Для решения этой важной задачи огромную роль играет изучение электрофизических явлений, возникающих при. нарушении адгезионных контактов и разрушении твердых тел.

При адгезионном разрушении твердых тел происходят сложные процессы передачи и аккумуляции механической энергии. Эти процессы могу г сопровождаться пространственным разделением противоположных по знаку зарядов, локализацией энергии и электростатических микронолях и изменением энергетического состояния вновь образованных поверхностей, в результате чего возникает ряд электрофизических явлений:

а) олскгрический пробой при разрушении в атмос(1>срс окружающей газовой Среды,

б) эмиссия быстрых электронов (механоэлектропов по Деряпшу и Кротовой) при разрушении в вакууме.

Газоразрядные яплепия, которые возникают при отрыве пленок от поверхности, позволяют с одной стороны проанализировать причины адгезии, а с другой позволяют разработать методы управления величиной адгезионного взаимодействия в целом.

Цель работы:

Целыо настоящего исследования являются - па основе сопоставления значении адгезионной прочности с интенсивностью газоразрядного процесса разработать рекомендации по управлению адгезией пленок путем модификации контактирующих поверхностей (адгезива и субстрата).

Исследование закономерности газовых разрядов само по себе важно для дальнейшего уточнения дж|)фсренциации пределов применимости самой электрической теории адгезии. Поэтому получение новой информации о природе о закономерностях адгезии при помощи (¡ютоэлектричсской методики регистрации газоразрядных излучений является практически важной задачей, так как нарушение адгезии и технике и промышленности чаще всего происходит в услориях внешней газовой среды. Так, н частности, эта информации может оказаться полезной при решении задач по обнаружению участков разрушения а различных устройствах, деталях машин, конструкциях, недоступных наблюдению.

В сиязи с этим в настоящей работе была поставлена задача исследования газоразрядных явлений, возникающих при нарушении адгезионной связи н влияния на них различных факторов. Основная цель - исследование взаимосвязи межиу интенсивностью свечения газового разряда (У) с работой адгезии (Л). По литературным данным известно, что расчеты параметров газового разряда: напряженность ноля, промежуток газового разряда и

др. производятся по кривой Пашепа, исходя из механических характеристик адгезии. Однако прямых опытов, где бы соиоетаилялясь интенсивность стечения газового разряда с адгезионной прочностью проведено пс было. 13 настоящей работе эта область была восполнена.

Следующим ВОПРОСОМ бЫЛО ИССЛСДОИМПИС ИПМСПСПИЛ ИШеПСИШЮСТК свечения * » Ш1СИМОСГИ от давления окружающей атмосферы.

Научная новизна работы.

- Впервые экспериментально уста по плена корреляции между интенсивностью свечения газового разряда и величиной адгезии в системах.

Гуттаперча-стекло, Гуттаперча-алюминий и нитроцеллюлозы-алюминий.

- Разработаны и использованы и экспериментах роликовые адгезиометры с (¡юго-олектричеехой методикой регистрации газоразрядных излучений.

- Количественно определена область давлений, при ютирой возникает газовый разряд.

- Установлено, что разряд, имеющий место при отслаивании полимеров, относится к типу искрового.

- На' одних к тех же образцах проведено одновременное измерение интенсивности свечения и работы адгезии при отрыве пленок полимером от субарата в различных условиях окружающей газовой Среды.

- Установлено, что параметры, определяющие интенсивность свечение газового разряда при нарушении адгезионного контакта зависят от природы адгезионных пар, что связано с изменением плотности двойного электрического слоя, возникающего в процессе создания этого контакта.

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы заключается в том, что исследование адгезии метопом регистрации интенсивности излучения газового разряда тем более оправдано, так как нарушение адгезии на практике чаще всего происходит в условиях внешней газовой среды. Следовательно, учет газоразрядных явлений позволит полно описать адгезионную прочность. В работе четко выявлены и разграничены области условия (давлений и скоростей) при которых проявляются качественно различные электрические явления при нарушении адгезии. Это обстшпельство создает основу дли будущей квалификации механических, в частости, адгсзиохимичсских явлений, а также имеет практическое значение, так как наблюдаемые эффекты имеют место в кино-фото и пищевой промышленности.

Основные положения, выносимое на защиту:

- Новые экспериментальные данные по изучению взаимосвязи между величинами интенсивности свечения газового разряда и работой адгезии.

- Установленные закономерности зависимости адгезиолюминеспенции от скорости отрыва и химической природы компонентов адгезионной пары.

- Экспериментальные результаты параллельного исследования работы адгезии А и и 1 ггснсивности адгезиолюминисцсизии.

- Обнаруженное явление - резкое снижение интенсивности к области малых давлений (~104 м.м.р.т.с.т.) и влияние потенциала зажигания таза на появление адгезиолюми-писцспзии, которое позволяющий выявит!, две области, соответствующие четкому разграничению характера электрических процессов, наблюдающихся при разрушении адгезионного контакта;

а) область газоразрядных процессов.

б) область, эмиссии электроном.

- Экспериментальные результаты изучения влияния шшжности Среды и термической обработки системы субстрат-поммср па интенсивность сисчения газового разряда.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались иа:

1. I - Всесоюзном симпозиуме но механоэмиссии и мехапохимии твердых тел, г.Воропеж, 3 <1>евраля 1968 г.

2. Л - Всесоюзном симпозиуме но механоэмиссии и мехапохимии твердых тел. г.Фрунзе, 24 июня 1969 г.

3. ХУ1 - Научно-производственной конференции Фрунзенского политехнического институт, посвященной 100-летию со дня роэдения В.И.Ленииа. г.Фрунзе, 1970 г.

4. ХХУП - Научно-производственной конференции ФПИ г.Фрунзе, 1971 г.

5. Конференции молодых ученых ИФХ АН СССР, г.Москва, 1972 г.

6. ХУШ - Научно- производственной конференции ФПИ г.Фрунзе 1972 г.

7. XIX - Научно-производственной конференции ФПИ г.Фрунзе 1973 г.

8. 1У - Всесоюзном симпозиуме по механоэмиссии и мехапохимии твердых тел. г. Ирку 1С к 10 27 шопя, 1975 г.

9. У - Всесоюзном симпозиуме но механоэмиссии и мехапохимии твердых тел, г.'Галлин 1975 г.

10. У1 - Международном симпозиуме по механоэмиссии и мехапохимии твердых тел. г. Берлин 1977г.

11. УП - Всесоюзном симпозиуме по механоэмиссии и мехапохимии твердых тел,' г. Ташкент 1979 г.

12. Республиканской научно-технической конференции г. Фрунзе, 1980г.

13. Научно-методическом семинаре слушателей ФАК и преподавателей КазГУ г.Алма-Ата 1984 г.

14. X - - Юбилейном Всесоюзном симпозиуме по механоэмиссии и механохимии твердых чел. г.Ростов-на-Дону, 1986 г.

15. Всесоюзной конференции школа - передового опыта "Борьба с отрицательными последствиями адгезии как одно из направлений по совершенствованию безотходной технологии пищевой промышленности" г.Москва, ВДНХ СССР, 1986 г.

16. Всесоюзной конференции но Ф.Т.Т. г.Ош 1959 г.

17. XI - Всесоюзном симпозиуме но механохимии и механоэмиссии твердых тел. Г. Чернигов. 1990 г.

18. Международной конс|)срениии "Проблемы механики и технологии" г.Бишкек, 1994 г.

19. Юбилейном научно-методическом конференции посвященная 1000- летшо эпоса Мапае и 40 летшо КТУ. г.Бишкек. 1995 г

Публикации:

Основные положения диссертации опубликованы п 24 печатных работах. Структура работы:

Диссертация состоит из введения и пяти глав, заключения и списка литературы из 168 наименований. Объем работы составляет 121 страниц, 48 рисунков, 12 таблиц.

з

Основное содержание работы

Do введении обоснованы актуальность темы и им бор объектов исследования, сформулированы цели диссертационной работы, основные положения выносимые иа защиту, отмечены научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В перпой главе дан литературный обзор, включающий анализ основных вопросов, связанных с природой адгезионных явлений. Для объяснения механизма образования адгезионного контакта существует несколько теорий адгезии.

1. Адгезионные явления рассматриваются с позиции термодинамики и теории адсорбции.

2. Возникновения адгезионной связи обуславливается диффузионными процессами в зоне контакта.

3. Электрическая и электронная теория адгезии, рассматривающая возникновение адгезионной связи, как результат образования двойного электрического слоя на Гранине раздела фаз.

4. Электромагнитная теория взаимодействия конденсированных тел, основанная на представлениях об излучении и поглащении электромагнитных волн атомами и молекулами.

Адсарбциопная теория рассматривает адгезию как чисто поверхностный процесс и образование связи мсжиу адгезипом и субстратом объясняет действием Ван-дер-Ваальсовых сил. В целом ряде случаев прочная связь между поверхностями разнородных тел может быть результатом донорно-акцептарного взаимодействия и появления парно-электронной связи. Относительное расположение соответствующих орбит до пора Д и ак-цешара А является определяющим фактором взаимодействия молекул и степени переноса электрона от донора к акцептору.

При нарушении адгезионной связи материалов часто наблюдаются различные электрические явления, что поверхности после разрушения оказываются заряженными противоположными по знаку зарядами, т.е. образует своеобразного молекулярного конденсатора. Б.В.Дерягиным и Н.А.Кротовой это явление было положено в основу разработанной ими электрической теории адгезии. Согласно сс положения, электростатическое притяжение зарядов двойного слоя обуславливает применение адгезива к поверхности подложки. При нарушении адгезионного контакта обкладки молекулярного конденсатора разъединяются и на каждой из них обнаруживаются заряды противоположного знака. Из электростатики известно, что удельная электрическая энергия, локализованная в плоском

конденсаторе равна W{) = ¿7о V2 (1) где СГ0- поверхностная плотность заряда.

V0 ' разность потенциалов между обкладками.

так, как для плоского конденсатора напряженность ноля Eq

ттг _о г j _ Epdp __ Vо где dç - зазор между обкладками конденсатора. Согласно электрической теории адгезии

Ж„= А0,

V0 ,

:пг = 4лг СГц (2)) Un

''Дс Aq - удельная работа адгезии. Поэтому можем написать

V2

(4)

Таким образом электрическая теория адгезии объясняет целей ряд комплекс я «Ленин:

1. Работа отрыва пленок полимеров достигает величии 105 -106 эрг/ см2, что на несколько порядков превосходит энергию химической связи, не говоря уже о силах Ван-дер-Ваальса.

2. Работа адгезии сильно зависит от давления и рода окружающей газовой Среды.

3. Возникновение электронной эмиссии в вакууме при нарушении адгезионного контакта.

4. Наличие газового разряда при больших скоростях отрыва пленок полимеров от подложки подтверждающие следующие экспериментальные факты:

а) зависимость работы адгезионной скорости отрыва, от давления и рода газа.

б) возникновение плотности зарядов при контакте двойного электрического слоя.

в) излучение радиоволн при нарушении адгезионного контакта.

г) получение спектров излучения, аналогичных газоразрядным спекграм и т.д.

lio второй главе рассмотрены методики и дается характеристика испльзуемых в работе образцов и способ их приготовления.

Адгезия настолько сложное явление, что объяснить его какой-либо одной причиной или в рамках одией теории невозможно. По этой причине величину адгезионного взаимодействия следует рассматривать с кинетических позиций, которые определяются причинно-следственными связями и характеризуются определенными стадиями (формирование адгезии, изменения межфазовой границы, разрушения адгезии).

Для исследования электрических явлений, протекающих при образовании и нарушении адгезионной связи полимеров и оценки прочности контакта полимер - твердое тело применялись следующие методы:

а) фотоэлекпйгаеский метод регистрации газоразрядного излучения при нарушении адгезионной связи,

б) метод определения работы отслаивания.

Для определения интенсивности излучения газового разряда при отрыве полимерных пленок от поверхности подложки нами были разработаны новые варианты установок (адгезиометры) рис.1. позволяющие производить отрыв в контролируемой атмосфере и вакууме с определенной скоростью. Скорость отрыва менялась от 2,5 до 500 мм/сек.

Рис. 1. Блок схемы установки: 1 - рамы с пленкой. 2 - направляющая рамки. 3 - матор с каробкой скорости. 4 - ФЭУ. 5 - перссчетное устройство. 6 - тензодатчики. 7 - тсню^еилителъ. 8 - шдафовий осциллограф.

Для количественного излучения газоразрядных явлений при нарушении адгезионной связи в качестве детектора разрядного излучения использовался фотоэлектронный умножитель ФЭУ-29, который устанавливался на фиксируемом расстоянии напротив линии отрыва. Для регистрации электрических импульсов с выхода ФЭУ использовался, в записи-моста от интенсивности излучения разряда, псрссчстный прибор типа Б-2 или ПС-10000. Величина усилия отрыва измерялась с помощью тешодатчиков, собранных в мостовую схему усилителя и шлей(]ювого осциллографа. Тензометры сопротивления предварительно калибровались грузами определенного веса. Работа отрыва определялась как площадь под следом луча на осциллограмме. Если пленка полимера отрывается от прокладки при помощи опускающего груза Р, то работа А определяется но формуле:

ОС, - угол отрыва.

В качестве объектов исследования были выбраны полимеры (нитроцеллюлозы, этил-целлюлозы, гуттаперча, наирит, КЛТ-40 и композиция натурального каучука с канифолыо на тканевой основе), используемые на практике как в чистом виде в качестве оклевающих веществ, так и входящими в состав различных клеевых композиций.

В качестве подложек использованы силикатное стекло, металлы и ионные кристаллы. Для получения на поверхности образца пленки полимера использовались растворы различной концентрации. Растворы полимера наносились на ролики из кюветы, в которую погружалась при непрерывном вращении ролика со скоростью 2 об\мин его рабочая поверхность. В случае гуттаперчи высушенные па воздухе образы прогревались до 70° С для перевода а- модификации в ¡3 - модификацию, после выдерживания в течении сугок пленка, образованная на ролике, разрезалась специальным резцом с целью получения одинаковых полос. Перед нанесением пленки поверхность рабочего ролика тщательно очищалась хромовой смесыо, промывалась дистиллированной водой, дихлорэтаном и высушивалась в пет. Перед каждым опытом камера адгсзиометра откачивалась и промывалась несколько раз газом, в котором в дальнейшем производился опыт.

1. Влияние химической природы полимеров и подложек па интенсивность излучения газового разряда.

Многочисленные экспериментальные данные но адгезии полимеров к твердым телам свидетельствуют о решающем влиянии на прочность адгезионных соединений физико-химических свойств полимера. Особенно большое влияние на адгезию полимеров к

где: Р - вес груза,

I - длина отрываемой пленки, «5? - площадь отрываемой пленки,

В третьей и четвертой планах отражены результаты экспериментальных исследований

б

твердым телам оказывает наличие в полимере полярных функциональных групп. Влияние характера функциональных групп на прочность адгезионной связи выражается в изменении плотности двойного слоя, возникающего в процессе создания контакта. Так как образование прА адгезионном контакте двойного электрического слоя есть лишь одно из следствий различия химической природы обоих тел. При исследовании адгезии веществ различного химического строения и состава получены результаты, позволяющие расположить исследуемые тела в рад по увеличению величины адгезии: металл, диэлектрик и целочно-галлоидные кристаллы (табл.1).

В таблице (1) указана .зависимость работы адгезии от природы полимеров и от природы подложек при отрыве на воздухе при нормальном атмосферном давлении.

Таблица 1

Дж

Полимер Подложка А,---

м2

гуттаперча алюминий 6. 104

стекло 2,2 . 104

нитроцеллюлоза алюминий 3*104

стекло 1,8 • 104

этилцеллюлоза алюминий 2,3 . 104

стекло 1,3 .104

композиция каучука алюминий 1,7 . 103

стекло 1,0 . 103

наирит KCl 800

и КВг 1180

LiF '9800

Поскольку величина адгезии зависит от химического состава адгезионных пар, а также и режимов формирования адгезионных соединений, следовало ожидать, что параметры электроразрядного излучения тоже влияет природа контактирующих тел. Именно такая корреляция и наблюдается в наших опытах (табл. 2) Рис. 2.

Рис.2.

Зависимость' шггеисишгости свечения газового разряда при Р=160 мм от.ст, воздуха для системы: 1- стекло нитроцеллюлоза, 2- алюминий-нитроцеллюлоза. 3- стекло-этилцеллюлоза. 4- алюминий-этилцсллюлоза.

Таблица 2.

Подложка Адгсзивы имп 1 см2 с V«■ 50мм/с

Стекло гуттаперча 134

нитроцеллюлоза 100

м этилцеллюлоза 9

композиции каучука 8

к « «

Алюминий гуттаперча 133

нитроцеллюлоза 13,5 м

этилцеллюлоза 10,8 м _

коипозиция каучука 8

Сталь 70

Медь 55

Латунь « 17

Из полученных нами результата для исследуемых систем наблюдаются следующие законопроекты:

/гугганерчн > /нитроцеллюлоза > /этилцеллюлтон > /композиция каучука так же значение ипгенсинности газоразрядного излучения для металла.

/сталь > / медь > /латунь.

Рис.3.

Лагарифмичсская зависимость 1=Г(у) при нормальном атмосферном давлении воздуха дяя систем:

1) сталь-композиция каучука.

2) медь-композиция каучука.

3) лптунь-композиция каучука.

4) пекло-композиция каучука.

П. Влияние внешних факторов на интенсивность газоразрядного излучения при нарушении адгезионного контакта.

Элементарны» акт разрушения адгезионной связи рассматривается как изменение расстояний между обкладками двойного электрического слоя до критического значения, эпределяемого пробивной прочностью газовой Среды. Этот процесс при отслаивании пленки происходит на элементарном участке и сопровождается явлениями микроразряда, при этом часть энергии микрокоцденсатора трансформируется в энергию излучения в видимой к ультрафиолетовой области. Если количество улавливаемых фотоэлектронным умножителем кваптв пропорционально интенсивности излучения газового разряда, то ¡корость счета должна быть связана с величиной работы адгезии. Поэтому следует отме-гать, что интенсивность излучения при разрядах будет зависит от скорости отрыва, аналогично тому, как это имеет место при определениях величины адгезии, что и наблюдается ) эксперименте. Эта зависимость обнаружена дли различных адгезионных пар. Исследова-ю влияние на интенсивность газоразрядного излучения влажности, природы и давление 'азов (воздух, аргон, гелий). Зависимость интенсивности излучения от давления характе-шзуется максимумом,положение которого определяется электрической прочностью газа. 7олученные результаты показывают применимость к газоразрядным явлениям, при пару-

шении адгезии полимеров, закона Пашена, согласно которому разрядный потенциал есть функция произведения давления (/) на разрядный зазор:

■(«0-М. Т.е. Ук=/(Рс1) или = ; (б)

о Ук а К—)

ГДес,=— ; С2=1п(-)-1п -^-(7)

здесь СГ - эффективное сечение рассеяния электроном молекулами газа, к- постоянная Вольцмана, Т- температура,

у- коэффициент ион-элекгронной эмиссии, е - основание натурального логарифма.

Значение критического потенциала ^Хгпри разряде между двумя электродами, отвечающие минимуму кривых Пашена, располагаются и следующий ряд:

воздух >. аргон > гелий Если сравнивать экспериментально полученные иеличины интенсивности свечений при постоянной скорости отрыва в атмосфере различных газов,то наблюдается следующая закономерность:

/ воздух > / аргон > / гелий Наблюдаемые- закономерности обусловлены особенностями зажигания пробойного разряда при нарушении адгезии в атмосфере различных газов.

Интенсивность газового разряда I, регистрируемая при отрыве пленок полимеров от твердой подложки, так же как и работа адгезии, зависит от скорости отрыва и достигает некоторого предельного значения при больших скоростях. Кроме того, обнаруживается отчетливо выраженная зависимость от влажности, природы и давления газа. Рис. 4.6.

Интенсивность свечения газового разряда резко понижается с повышением вакуума. Это объясняется тем, что с понижением давления затрудняется зажигание газового разряда согласно Закону Пашена. Наибольшее значение наблюдается

1 ■

Рис. 4.

Зависимость от давления газа для системы гуттаперча-стекло. 1) воздух, 2) аргон, 3) гелий.

t ■»■'CSTcm.

Рис. 5. Зависимость интенсивности свечения от давления газа для системы 1упаперча-алюминий. Обозначение то же, что на рие. 4.

эи давлении газа P^IO ммрт.ст. для исследуемой системы. Рассмотрев влияние темпе-луры нагрева поверхности субстрата на адгезионную прочность было определено, что зхсимальшш адгезионная прочность полимера на стальной поверхности имеет место при мпературе 80°С. Рис.6,7. В случае металлов и при 60° С - для стекла. Увеличение интен-шгости свечения разряда с повышением температуры, очевидно, является результатом ¡сличения площади контакта при заполнении микронеровностей подложки пленкой по-iMepa.

В пятой главе дается обсуждение результатов эксперимента и выводы.

При параллельном снятии на одних и тех же образцах скоростных зависимостей ин-нсивности газоразрядного излучения и работы адгезии установлено, что соответствую-ие закономерности выражаются симбетно идущими кривыми. Это говорит о наличии доделенной связи между интенсивностью J и работой А. Согласно электрической тео-ш адгезии энергия локализованная в двойном электрическом слое определится выражении

W*

VI

8 7Г do

(4)

га же энергия принимается за работу адгезии:

Wo=Ao (»)

условиях газовой Среды часть этой энергии двойного слоя в результате развития пробных разрядов трансформируется в энергию излучения в видимой и ультрафиолетовой ¡ласти. Отсюда можно написать:

Wb-kJ

или

Aa~kJ

(9)

Рис. 6.

Зависимость интенсивности свечения газового разряда от температуры прогрева образца при скорости отрыва V" 50 мм\сск. и давлений Р =760 мм.рт.ст.

1) сталь, 2) латунь, 3) медь, 4) стекло.

Рис.7.

То же, что па рис.6 в атмосфере гелия /Ц00 тор.

1)стеюю, 2) сталь, 3) медь, 4) латунь.

Здесь К - является коэффициентом трансформации электрической энергии микро: конденсатора в энергию излучения газового разряда и зависит от природы адгезионных пар и окружающей газовой Среды. Можно найти значение коэффициента К для каждой адгезионной пары в зависимости от скорости отрыва. Такая зависимость наблюдается во всех измерениях, а прямая пропорциональность была установлена дли адгезионной пары гуггаперчи - стекло при нормальных атмосферных условиях. Экспериментально полученные результаты показали, что для этой системы

Джс

К = 18-----

имп

Гяким образом, и работа ядгсзни и интенсивность свечения газового разряда определяют-п энергией двойного электрического слоя в области контакта и зависят от природы со-динясмых пар и условий нейтрализации зарядов двойного слоя. Из этого следует, что ^ ~ А, т.е. интенсивность излучения газового разряда может служить в качестве парамет->а, характеризующего адгезионную прочность соединяемых пар в данных условиях.

С помощью фотоэлектрического метода были изучены влияния внешнего элекгриче-кого поля на интенсивность свечения газового разряда. Усиление адгезионной прочности также интенсивности свечения под действием электрического поля происходит в резуль-ате модификации контактирующих поверхностей. Подобная модификация имеет место юд действием различного разряда при взаимодействии между собой двух пленок КЛТ и ютопленки. Для, качественного подтверждения проверены <]ютографические исследования пряктсра свечения . Рис. 8. Отмечено, что фотографии подобного типа дают возможность, оолл из геометрии опытов, определит!, ориентировочные значения площадей склеива-1ия пленок, оценить пробойный промежуток.

а) б)

Рис. 8:

Поверхность фото пленки после отслаивания КЛТ под действием электрического

оля.

а) до воздействия электрического поля.

б) при воздействии.

выводы

1. На основании общих положений электрической теории адгезии предложен метод, позволяющий исследовать интенсивность свечения, возникающего при отрыве полимеров. А так же разработаны и использованы в экспериментах новые варианты роликовые адге-зиометры, позволяющие производить исследования в контролируемой атмосфере и вакууме в широком диапазоне скорости разрушения адгезионной связи, (от 2 мм/С - 500 мм/С).

2. Проведено одновременное измерение интенсивности свещения и работы адгезии при отрыве пленок полимеров от субстрата в различных условиях окружающей газовой среды. Показано, что для системы полимер - твердое тело существует скоростная зависимость интенсивности свечения газового разряда, подтверждающая электрическую теорию адгезии.

3. Впервые экспериментально установлена корреляция менялу интенсивностью свечения газового разряда и величиной адгезионной прочности на системах Стекло-гутгаперча, Апюминий-гутгаперча, а также эфирыцеллюлозы- стекло и эфирыцеллюлозы-алюмииий.

4. Количественно определена область давлений, при котором возникает газовый разряд. Установлено, что разряд, имеющий место при отслаивании полимерон от субстрата относится к типу искрового.

5. Установлено, что для данной адгезионной пары существует определенный порог давления, при котором интенсивность свечения достигает своего максимального значения и затем падает. При давлении ниже 10"4 "мм рг.ст. интенсивность свечения газового разряда резко снижается и наблюдается эмиссия быстрых электронов, которые вызывают радиационные эффекты. При атмосферном давлении и среднем вакууме под действием газоразрядного свечения идут процессы другого характера, в частности фотохимические процессы. Такие радиационные процессы как прививки мономеров в условиях атмосферных и низкого вакуума не вдут.

В указанных условиях могут идти фотохимические процессы, что было показано многими авторами и в частности в наших опытах. Таким образом, в данном случае как химически активный фактор выступает фотоны.

6. Установлено, что параметры, определяющие интенсивность свечения газового разряда при нарушении адгезионного контакта зависит от химического строения компонентов контактирующей пары. Это объясняется тем, что химическое взаимодействие донор-но-акцепторных пар в зоне контакта определяет плотность двойною электрического слоя на границе раздела фаз.

7. Показано, что характер получаемых па фотопленке изображении и на величину интенсивности свечения газового разряда влияют внешние электрические ноля.

8. Определено, что интенсивность свечения газового разряда возрастает с увеличением прочности адгезионной связи и может служить параметром, характеризующим адгезионную способность.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Д.М.МамСстои, Т.М.Мусуралисп. Исследование газового разряда при нарушении гезионного копгакча. ДАН СССР, 1968, т. 180 Н 3.

2. Д.ММамбстов, Т.М.Мусуралиев. Исслсдопаиис газоразрядных явлений при нарушил адгезионной связи, нарушении адгезионной связи. ДАН СССР, 1969, т. 185, Н 1.

3. Д.М.Мамбстов, Т.М.Мусуралиев. Исследование газоразрядных явлений при нару-5нии адгезионной связи. Сб.тез.докл., I Всесоюзный симпозиум по механоэмиссик и яанохимии твердых тел, Воронеж 1969 г.

4. Т.М.Мусуралиев. 0 закономерностях адгсзиолюмениценции. Сб. тех. докл. П Все-юзный симпозиум г.Фрунзе, 1969 г.

5. Т.М.Мусуралиев, Д.М.Мамбетов, Н.П.Князева. Исследование параметров спечс-¡я газового разряда при нарушении адгезии полимеров. Сб.тез.докл. 3 Всесоюзный сим-зиум. г.Фрунзе, 1969 г.

6. Т.М.Мусуралиев. Изучение газоразрядных явлений при отрыве пленок полимеров твердой подложки. Сб.тез.долк. 4 НТК ФПИ, 1970 г.

7. Т.М.Мусуралисп. Электрические явления при нарушении адгезионного контакта лимеров твердого тела. Труды ФПИ 1971 г.

8. Д.М.Мамбстов, Т.М.Мусуралиев. 0 зависимости мелщу интенсивностью газораз-щюго излучения и работой адгезии. Сб. механоэмиссии и механохимии т». тел., лим", Фрупзс, 1973 г.

9. Т.М.Мусуралиев. К.Биймурзаев. 0 связи мелщу интенсивностью газоразрядного пучения и работой адгезии. Сб.тез.долк. 5 Всесоюзный симпозиум, г.Ирхугск, 1973 г.

10. Т.М.Мусуралисп. Электроразрадные явления при нарушении адгезиониогокон-сга. Труды ФПИ серия "Физика", Фрузие, 1974 г.

11. Т.М.Мусуралиев. З.Х.Губайдуллин. Влияние газоразрядных процессов на струк-эу поверхности при разрушении тв.тел. Сб.тез.долк. 6 Всесоюзного симпозиума, 'аллин, 1975 г.

12. Т.М.Мусуралиев. Действие газоразрядных плазм па полимеризацию монометров, ¡.тез.докл. 7 НТК ФПИ, Фрунзе 1975 г.

13. Т.М.Мусуралиев, Н,АКротова. 0 связи мещду интенсивностью газового разряда и 5отой адгезии. Сб.тез.докл. 8 Мещдутродного симпозиума, г.Берлин, 1977 г.

14. .Т.М.Мусуралисп. Исследование влияния пдгезиолюменесценции на структуру по-зхности адгезионного контакта. Сб.тез.докл. 9 Всесоюзного симпозиума, г.Ташкент, 79 г.

15. Т.М.Мусуралиев. Исследования электрического явления при нарушении адгези-ного контакта. Труды ФПИ, Фрунзе, 1980 г.

16. Т.М.Мусуралиев, Ч.Э.Эсенгельдиев. Влияние ионизирующих излучений па адге-о полимеров. Сб.тез.докл, Республиканского и.т.к. Фрунзе, 1980 г,

17. Т.М.Мусуралиев. Изучение влияния Среды формирования на адгезию полимеров ъердым телам. Сб. тсз.долк. 10 Всесоюзного, симпозиума, г.Ростов на Дону, 1986 г.

18. Т.М.Мусуралиев, Т.Айтикеева. Рекомбинационные процессы. 1 Республиканская !1ференция по физике твердого тела. г.Ош, 1986 г.

19. Т.М. Мусуралиев, А.Д. Зимон, Э. Дуйшепоп. Иследования адгезии полимеров к галлам предварительной обработки поверхности. Кайф, "но борьбе с отрицательными зледствиями адгезии".-ВДНХ г. Москва, 1986 г.

20. Т.М .Мусуралиев, Э.Дуйшенов. Изучение влияния Среды формирования на адге-о полимеров к твердым телам, конф. по "борьбе с отрицат. 'последствиями адгезии". 'ИХ г.Москва, 1986 г.

21. Т.М.Мусурштеа, С.Халмурзаев. Исследование 'стимулированной зкзоэмиссии и люмспесценции диэлектриков. Сблездокл. И Всесоюзного

' • симпозиума, г.Таллии "Волгус", 1986 г.

22. Т.М.Мусуралиев. Влияние электрического поля на -интенсивность адгезиолюменесценции. Сб.тез.докл. 12 Всесоюзного симпозиума, г.Чернигов, 1990 г.

23. Т.М.Мусуралиев, Д.Абдывалиев, М.Медетбеков. Характеристики изучения термического фактора, Дебаевские температуры при комнатной температуре. Сб.тез.докл. Международной конференции, г.Бишкек, КТУ, 1994 г.

24. Т.М.Мусуралиев. Изучение влияния адгезии на экологию. Сб.тез.докл. Республиканской научно-технической конференции, г.Бишкек, КТУ, 1995 г.

25. А.Ж.ЖаПнакои.З.Х.Губайдуллин, Т.М.Мусуралиеи. О некоторых вопросах электрической природы адгеэио и кристаллолгоменесцеиции. Материалы IV Республиканской конференции "Компьютеры в учебном процессе и современные

' проблемы математики", г.Бишкек, 1996 г.

Ка'|уу заттардыи бетипен полимер иленкаларын сийрыгапда пайда бол гон газдык разряд-дар!^ ташки фаеторлордуи тийгизген таасирин изклдэо.

Резюме

Бул иште катуу загтрдын уступку бетоне жабыштырылгап нолимерлик пленкалар-. дин адгезиялык ажыроо учурунда пайда болгон газдык разридднрдыи интеиснигуулугу <1«-тоэлектрлик ыкма мепен нэилдолгеп.

Адгезияиыи пайда болушуи жгша адгезиялык бирмчулордуи ыкмаларык изилдоо, нларды пракгикада пайдалама билуу учурдагы илимий-техпикалык прогресетнн цегизги ироблемаларыиын бири.

Адгезиялык ажыроо учурумда пайда болгон газдык разряд • бир жагынан адгезюшып о: бобин анализдесе, зкличи жагинан адгезиялык бекеидуулусту Оашкаруу методдоруп нш-теп чыгууга шарт тузет.

Адгезияиыи жаратылышы жала закон ченемдуулуктору жонупдо жаны маадыматгар-ды йлуу учуп ^¡отоэлекпмш)! ыхмаии пайдалаиуу пракгахашк итога маселелердип бири болуп саиалат. Аш'кенл, опор жайларда жана тсхиикаларда адгезиялык ажыроо адагт тышш газдык чзйродэ болуп отот. Ошондути машниалардын кээ бир деталдарындагы, конструкцияларыидага коз мемсн байкоого мумкуи болбогоп «жыроолорду, бузулууларды апыктап табууда бул ыкм» кегкзгн ролду ойнойт.

Иштин негизги максагы ■ газдык разряддан иитеисшпуулу^ менен (У) адгезиялык жумушзук (А) ортосундап»! оз ара байланышты изклдоо',

Бир эле учурда бир эли объекте к адгезиялык жумуш да (А) шдык разряддын интеп-сипгуулугу (У) да изнлдешен. Ал экоонун ортосупдагы коз клрапдылык жаиа газдык разряддын пайда болуу шар-пиры (басим, ажыроо илдамдыш) ннитлган. Бул аиыкгама ке-лечекте адгезнохимиялык, мехапикалык кубулуштарды кпалнфикациялооиун' негизип 1У50Т жаиа пракгикалык маапнге ээ. Анткени мындай э<|х1«кттер кинофото жаца гамак аш, жецкл опор жайларында кобуроак байкалат. Газдык разряддын интеисивтуулугу, би-рикшрклгеи эки затгып адгезиялык бекемдуулугун аныкгоочу иариметрдик бири боло адат.

'he invcsiigalion of various factors impact on gas discharging phenomena under removing the Im from (lie hard lining

Summary

'his document investigates gas being discharged in the result'of removing the polymer films from le hard lining surface.

¡as being discharged in the process of removing the films from the surface allows to analyse the Ihcsion reasons as well as to work out the methods of controlling the magnitude of the adhesive iteraction as a whole.

he actual objective of the investigation is obtaining new data on the nature and regularity of lltesion by using the photoelectric method of registering the gas discharging radiation as adhesion Mcrioration in engineering and industrial sector oilen takes place under external gaseous sphere.

Iicrcforc this document investigates the interaction of gaseous discharge section (y) with adhesion net ion (A).

ctermination of pressure area where gas is discharged is given in quantitative respect. This mdition forms a basis for the perspective definition of mechanical, particularly adhesion-lemical phenomena. It is actually important as the results being observed arc usually met in ncma-photo and food industry.

is ascertained that conditions determining the intensity of gas discharge section under ruptured Ihesive contact depend on adhesive pairs connected with changed density of twofold electric ratum. This takes place when establishing this contact.

follows from this point that y and A or, in other words, gas discharging radiation intensity can : considered as a parameter which characterises the adhesive integrity of pairs that are joint ider this condition.