Особенности рельефа и структуры поверхности различных субстратов
Типы структурных образований, определяющие своеобразие геометрии поверхности в полимерах. Определение микрошероховатости поверхности натуральных, искусственных и синтетических волокон. Особенности фибриллярной структуры технических вискозных волокон.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.11.2015 |
| Размер файла | 531,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Субстраты - твердые тела (металлы, полимеры, реже стекла, керамики).
Микрорельеф и шероховатость твердой поверхности, обусловленные особенностями внутренней структуры, можно условно назвать первичными или атомно-молекулярными. Также шероховатость может быть механической, при этом имеются ввиду многочисленные дефекты (поры, трещины, капилляры), появляющиеся в результате процессов структурообразования, старения и т.д. К этой группе относится и искусственный микрорельеф, создаваемый различными способами.
Можно выделить еще один факт, оказывающий влияние на топографию твердой поверхности. Поверхности твердых тел часто подвергаются различного рода изменениям: окисление и гидролиз. Возникающие при этом продукты реакции могут оставаться связанными с поверхностью, образуя своеобразный чехол. Толщина этого чехла в силу ряда обстоятельств неравномерная. Поэтому возникает дополнительна шероховатость, которая может быть названа вторичной.
В технологии машиностроении подробно рассмотрены различные аспекты геометрической характеристики поверхности, создана классификации качества поверхности по классам чистоты. (Наивысшему, 14 классу чистоты соответствует поверхности, имеющие среднее квадратичное отклонение не выше 0,01 мк.). Разработано немало чувствительных способов оценки геометрии поверхности, составлены микротопографических карт.
Основными видами неровностей твердой поверхности являются макроскопические нарушения (А), волнистость поверхности (В), микроскопические (С) и ультрамикроскопические (D) неровности (рис. 1).
Рис. 1. Схема основных видов неровностей твердой поверхности
В полимерах можно выделить несколько основных типов структурных образований, определяющих своеобразие геометрии поверхности. Простейшими типами, встречающимися как в стеклообразных, так и в высокоэластичных полимерах, являются различные глобулярные структуры, элементы которых - глобулы -состоят из одной или нескольких свернутых полимерных молекул. Для многих эластомеров характерны ленточные и полосатые структуры. Распространен пачечно-фибриллярный тип структур, характерный для хорошо упорядоченных полимеров. В полимерах также встречаются крупные структурные образования - кристаллиты и сферолиты, построенные из пачек, фибрилл, глобул, а также еще более крупные агрегаты, построенные из сферолитов и пластин, построенных из этих лент.
Примером того, как микрогеометрия поверхности полимеров отражает особенности внутренней структуры материала, могут служить микрофотографии реплик с поверхности различных полимерных материалов, получаемых в виде пленок путем экструзии. В процессе постепенного охлаждения пленки происходит кристаллизация и ориентация в направление вытяжки. Ориентация молекул в аморфных областях, рост и агрегации кристаллитов в кристаллических областях приводит к образованию на поверхности полученной экструзией полиэтиленовой пленки микроскопических неровностей (рис. 2).
Рис. 2. Поверхность ПЭ пленки
Весьма шероховатую поверхность имеет и пленка полиамида (рис. 3).
Рис. 3. Поверхность ПА пленки
полимер микрошероховатость синтетический фибриллярный
Пленку целлофана получают не из расплав как пленки полиэтилена и полиамида, а из раствора. Однако и в этом случае на поверхности пленки обнаружены параллельно расположены полосы наблюдаются при использовании самых разнообразных фильер, и расстояние между ними во всех случаях сохраняется постоянным, что свидетельствует о независимости структуры поверхности от вида фильеры (рис. 4).
Рис. 4. Поверхность целлофана
Очевидно, при прохождение вискозного раствора через фильеру происходит ориентации ассоциированных молекул ксантогенната целлюлозы. Эти ассоциаты (фибриллы, пачк) и фиксируются при поступлении пленки в освободительную ванну.
Поверхность различных волокон - натуральных, искусственных и синтетических - также обладает микрошероховатостью. Например, дл поверхности волокна хлопка характерна система параллельных складочки желобков, расположенных спирально вокруг волокна, под острым углом к его оси. Полагают, что такая структура поверхности волокна хлопка является отражением спиральной конфигурации фибрилл. Фибриллярной структурой отличаются и технические вискозные волокна, причем многочисленные сладки разной ширины и глубины расположены вдоль оси вискозного волокна (рис. 5).
Рис. 5. Поверхность немодифицированного вискозного волокна
В последнее время широкое применение нашли модифицированные вискозные волокна (супер-корд). Присутствие модификатора приводит к некоторому снижению числа и размера складок на поверхности волокон, но фибрина структура поверхности сохраняется (рис. 6). при этом не имеет значение, вводится модификатор в раствор или в осадительную ванну.
Рис. 6. Поверхность модифицированного циклогексиламиномвискозного волокна
Фибриллярную структуру имеют не только натуральные и искусственные волокна. Исследование различных синтетических волокон электронно-микроскопическим методом показывают, что строение их поверхности очень сходно со строением поверхности вискозного волокна. Очевидно, на образование фибриллярной структуры оказывает влияние молекулярная ориентация и усадка при получении волокон из расплавов. При помощи электронной микроскопии можно наблюдать картинка рельефа поверхности металла (рис. 7).
Рис. 7. Кристаллическая поверхность меди (а) и алюминия (б)
Связь внутренней структуры со структурой поверхности можно обнаружить и неорганического стекол. Большинство неорганических стекол имеет сложный многокомпонентной состав и отличается структурной неоднородностью, микрогетерогенностью, а также, по мнению некоторых исследователей, имеет надмолекулярные образования. Размер полученных структурных образовании колеблется в пределах 15-200 А в зависимости от состава стекла. Каплевидные образования, возникающие еще в расплаве при микрорасслоение, сохраняются и при затвердевание стекла.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика волокон синтетического происхождения. Положительные стороны и недостатки капрона, лавсана, спандекса. Классификация натуральных волокон. Описание хлопка и шерсти. Искусственные волокна органического и неорганического происхождения.
презентация [828,3 K], добавлен 06.05.2015Анализ развития производства химических волокон. Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон. Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон. Описание технологического процесса. Экологическая экспертиза проекта.
дипломная работа [313,0 K], добавлен 16.08.2009Стеклянное волокно, его применение. Общие сведения о базальтовом волокне. Структуры, образующиеся при окислении ПАН-волокна. Плотность и теплопроводность арамидных волокон. Основные свойства полиолефиновых волокон. Поверхностные свойства борных волокон.
контрольная работа [491,1 K], добавлен 16.12.2010Понятие фрактала как грубой или фрагментированной геометрической формы. Математические структуры, являющиеся фракталами. Инженерия поверхности, методы изменения физико-химических свойств в ее основе. Топография поверхности, основы триботехнологии.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 23.12.2015Оценка потребления волокон, нитей в российской текстильной и легкой промышленности. Мировой рынок хлопка и синтетических волокон. Факторы, влияющие на качество. Управление качеством продукции. Методы определения структурных характеристик мебельных тканей.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 01.02.2014Снижение массы шатуна. Анализ условия работы распылителя. Технические требования на изготовление распылителей. Биение запирающей поверхности относительно оси цилиндрической поверхности. Действия гидравлических нагрузок. Параметр шероховатости поверхности.
презентация [149,2 K], добавлен 08.12.2014Разработки по созданию трехмерных измерительных систем на основе профилографа-профилометра. Методы расчета параметров шероховатости на основе трехмерного измерения микротопографии поверхности. Методика преобразования трехмерного отображения поверхности.
контрольная работа [629,0 K], добавлен 23.12.2015Традиционные способы очистки поверхности от загрязнений, их недостатки. Взаимодействие лазерного излучения с материалом, параметры, влияющие на эффективность очистки. Лазерная очистка поверхности, управление процессом в реальном масштабе времени.
презентация [555,3 K], добавлен 19.02.2014История развития мер и измерительной техники. Основные единицы системы измерений. Классификация видов измерений, механические средства для их проведения. Применение щуповых приборов для определения параметров шероховатости поверхности контактным методом.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.04.2014Выбор типа заготовки для втулки. Назначение и оценка экономической эффективности вариантов технологических маршрутов обработки поверхности детали. Расчет промежуточных и общих припусков. Определение рациональных режимов резания и технических норм времени.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 29.05.2012Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010Классификация химических волокон. Свойства и качества искусственных их разновидностей: вискозы и ацетатного волокна. Полиамидные и полиэфирные их аналоги. Сфера применения капрона, лавсана, полиэфирного и полиакрилонитрильного волокон, акриловой пряжи.
презентация [537,4 K], добавлен 14.09.2014Понятие шероховатости поверхности. Разница между шероховатостью и волнистостью. Отклонения формы и расположения поверхностей. Требования к шероховатости поверхностей и методика их установления. Функциональные назначения поверхностей, их описание.
реферат [2,2 M], добавлен 04.01.2009Влияние природы стабилизирующих добавок в совмещенном сенсактивирующем растворе на эффективность активации поверхности алмазного порошка, скорость осаждения и морфологию формирующегося на поверхности порошка ультрадисперсного композиционного покрытия.
реферат [1,2 M], добавлен 26.06.2010Виды искусственных волокон, их свойства и практическое применение. Вискозные, медно-аммиачные и ацетатные волокна, целлюлоза как исходный материал для их получения. Улучшение потребительских свойств пряжи благодаря использованию химических волокон.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.12.2011Натуральные волокна животного, минерального и растительного происхождения. Классификация натуральных волокон. Использование волосяного покрова животных. Водные силикаты магния, железа и кальция. Химический состав волокон и область их происхождения.
реферат [17,5 K], добавлен 23.11.2012Определение фрактальной размерности поверхности методом покрытия. Основные соотношения для отдельного пятна контакта волнистой поверхности. Радиус закругления верхней части неровностей. Плотность распределения пятен касания, примеры их конфигурации.
контрольная работа [3,3 M], добавлен 23.12.2015Переробка волокон природного походження. Характеристика складу та властивостей волокон природного походження. Основні стадії переробки волокон на прикладі вовни. Фарбування та чесання вовни в гребінному прядінні. Підготовка та змішування волокон.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 26.10.2010Химические и физико-химические методы модифицирования поверхности алмазных материалов. Разработка процесса модификации поверхности наноалмазов детонационного синтеза с целью их гидрофобизации и совместимости с индустриальными и автомобильными маслами.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 17.12.2012Оценка характеристик контактного взаимодействия. Влияние анизотропии поверхности твердого тела и наличие волнистости на параметры контактирования. Определение топографических параметров и фрактальной размерности эквивалентной изотропной поверхности.
реферат [567,0 K], добавлен 23.12.2015
