Способ измерения сил адгезии
343203
o n H C A H H E
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.Х1.1969 (№ 1379166/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 22.V1.1972, Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 12.IX.1972
М. Кл. С 01п 19/04
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 620.179.4 (088.8) Авторы изобретения
Э. Э. Крумин и Е. В. Лойко
Рижский политехнический институт
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ АДГЕЗИИ
Предлагаемое изобретение относится к области исследования физических молекулярных явлений, в частности к определению сил адгезии, Известен способ определения сил адгезии с помощью гидравлического адгезиометра, работающего иа принципе гидростатики.
В известном гидравлическом адгезиометре между верхним п нижним держателями расположены два плоских образца, сила адгезии между которыми измеряется. Силу адгезии определяют по величине смещения верхнего держателя, которое регистрируется при помощи отсчетного микроскопа. Нагружение прибора осуществляется за счет медленного вытекания ртути из нижнего коаксиального сосуда. Точность измерения силы адгезии зависит от разрешающей способности отсчетпого микроскопа.
Но известный способ определения сил адгезии полностью не исключает ошибки, связанные с нецентральным приложением отрывного усилия, так как роль нагрузочного устройства выполняет нижний держатель, а перемещение измеряется по верхнему. держателю (функция нагрузочно-измерительной системы разделена).
Цель предлагаемого способа †повыси точность измерения сил адгезии и полностью исключпть ошибки, связанные с нецентральным приложением отрывного усилия.
Предлагаемый способ измерения сил адгезии объединяет функции нагружения и изме5 рения. Погруженный в сосуд с ртутью образец одновременно создает нормальную силу.
Используя разность удельных весов образца и ртути, создают нормальное усилие, определяемое по формуле: Р=З,(/ у,— h y), 10 где Яо — площадь попеРечного сечениЯ обРазца в слР;
L — длина образца в с»»;
Й вЂ” длина образца, погруженного в ртуть, в ся;
15 ч1 — удельный вес материала образца в г/слР. у — удельный вес ртути в г/с,»з.
При h =0 — наибольшее отрывное усилие, равное весу. образца. Если погрузить образец
20 в ртуть на глубину hp=L —. то получим нуле11 2 вое усилие. Наибольшее прижимное усилие будет прн полном погружении образца в ртуть, т. е. при h=L и равно: Р„,а„c=SoL (у,— уо).
25 Для повышения точности измерения применяют набор измерительных трубок соответствующих диаметров. Сосуд с ртутью, в котором находится образец, соединяется с одной или несколькими измерительными трубками, заЗО полненными водой, которые выпускаются че343203
Редактор Л, Василькова
Корректор А. Васильева
Техред Т. Ускова
Изд. № 1134
Тираж 406
Заказ 2898/1
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2 рез отверстия регулируемого сечения в резервуары. По количеству воды, вытекшей из каждой измерительной трубки до момента смещения образца относительно верхнего держателя, определяют нормальную отрывную силу (в г) по формуле:
Р=6+ (Т вЂ” Т).
8С-SÎ, где 6 — вес образца в г;
V — объем вытесненной из измерительной трубки воды в сл, Яс — площадь поперечного сечения сосуда с ртутью в сл ;
Т, Уе — соответствУющие Удельные веса РтУ ти и материала образца в г/сиз.
На чертеже приведен гидравлический адгезиометр, реализующий предлагаемый способ.
Гидравлический адгезио метр состоит из верхнего держателя I, к нижнему торцу которого прилипанием прикрепляется исследуемый образец 2. Образец помещен в сосуд 8, наполненный ртутью и имеющий в нижней части отверстие, которое посредством гибкого шланга
4 соединяется с одной или несколькими соответствующего диаметра измерительными трубками 5, заполненными водой. В верхней части каждой измерительной трубки 5 имеются краны. Чтобы перед началом измерений привести прибор в рабочее состояние, через кран б заполняют водой измерительную трубку 5. Кран
7 регулирует сечение выпускного отверстия.
Вытекшая из каждой измерительной трубки 5 через краны 7 по тр„8 вода собирается в отдельном резервуаре 9. Способ осуществляется следующим образом.
Перед началом измерений прибор приводят в рабочее состояние, Для этого все измерительные трубки 5 поднимаются вверх при открытом кране 7 до тех пор, пока почти вся ртуть из измерительных трубок 5 через гибкий шланг 4 не протечет в сосуд 8. Затем через кран б в измерительные трубки 5 заливается вода, которая вытесняет воздух из измерительных трубок 5 через открытые краны 7, После заполнения из мерительных трубок 5 водой краны б и 7 перекрываются, Подготовленные к работе измерительные трубки 5 опускаются
5 вниз и устанавливаются на нужном уровне относительно сосуда 8. Для сбора воды под каждой трубкой 8 установлен резервуар 9.
Измерения на приборе, приведенном в рабочее положение, производят следующим обра10 зом.
Открывается кран 7 измерительной трубки
5. Ртуть из сосуда,8 через гибкий шланг 4 переливается в измерительную трубку 5, вытесняя из нее воду через кран 7, установленный
15 па нужное сечение выходного отверстия, по трубке 8 в резервуар 9. При этом увеличивается сила, которая стремится оторвать ооразец,2 от верхнего держателя 1. В какой-то момент отрывающая сила сравнивается с силой
20 адгезии, а затем начинает ее превышать, При этом происходит отрыв образца 2 от верхнего держателя I. В момент отрыва кран 7 перекрывается.
Для определения кинетического прилипания, 25 то есть силы прилипания в зависимости от скорости изменения отрывающего нормального усилия, используется кран 7, при помощи которого, изменяя поперечное сечение выходного отверстия, меняется скорость истечения
30 воды из измерительной трубки 5.
Передмет изобретения
Способ измерения сил адгезии путем при35 ведения в контакт двух образцов и осуществления их отрыва друг от друга, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, приведение в контакт двух образцов осуществляют путем помещения одного из них
40 в сосуд с ртутью, закрываемый вторым образцом, и повышения уровня ртути в сосуде, а отрыв одного образца от другого осуществляют путем понижения уровня ртути в этом сосуде,
