d- Làm nĩng chảy trên những bề mặt năng lượng cao
4.3. Bề mặt năng lượng cao 1 Mở đầu
4.3.1. Mở đầu
- Kim loại, oxyt kim loại và ceramic thường cĩ năng lượng bề mặt tự do lớn hơn 500 mJ/m2 và do vậy được gọi là nền rắn năng lượng cao.
- Như đã thảo luận trong chương 2, ta nghĩ rằng những bề mặt này thấm ướt tốt cho mức độ tiếp xúc bề mặt cao bởi các loại keo hữu cơ cĩ năng lượng bề mặt tự do bé hơn khoảng 50 mJ/m2.
- Hơn nữa nền cĩ năng lượng bề mặt tự do cao sẽ gây nên lực tương tác vật lý ở bề mặt tiếp xúc tương đối mạnh.
- Điều này được phản ánh ở giá trị cơng kết dính nhiệt động Wa cao ở những bề mặt tiếp xúc này.
Ví dụ: Ở bảng 2.3 và 2.5 và dùng phương trình 3.12, bề mặt tiếp xúc
epoxy/thép cĩ Wa= 300 mJ/m2 cịn bề mặt tiếp xúc epoxy/polyme nền khoảng 50-90 mJ/m2.
- Như vậy thì cĩ vẻ như dễ đạt được độ bền mối nối cao ở các vật liệu này nhưng trong thực tế quá trình hình thành mối dán cĩ thể bị phức tạp hĩa, mức độ phức tạp phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể.
i- Nhiều nền thường được phủ bởi dầu, mỡ, sáp. . .bảo vệ và cĩ thể bị bao phủ bởi lớp gỉ, các sản phẩm ăn mịn. Nếu các lớp này khơng được tách trước khi dán thì chúng cĩ thể đĩng vai trị là lớp liên kết yếu trong mối nối.
- Tuy nhiên một số loại keo như acrylic, epoxy đĩng rán nĩng và một số keo dung mơi cĩ thể hịa tan và thay thế dầu bảo vệ. . .
- Lớp bảo vệ phải phù hợp với loại keo và chiều dài trong khoảng cho phép. Trong thực tế một vài loại mỡ bảo vệ kết lên bề mặt nền quá chắc đến nổi phải dùng phương pháp xử lý ăn mịn hĩa học mới cĩ thể tách chúng.
ii- Bề mặt năng lượng cao hồn tồn sạch ngay lập tức sẽ hấp phụ chất bẩn trong mơi trường, nếu chất bẩn nhiều lớp này khơng được hịa tan hoặc thay thế bởi keo thì nĩ sẽ đĩng vai trị lớp kém bền.
- Chất bẩn này thường gồm các hydrocacbon được hấp phụ. Nếu dùng keo tương đối phân cực thì quá trình thay thế được hỗ trợ và do vậy sẽ cĩ khuynh hướng nhiệt động dễ thay thế, chất bẩn khơng phân cực này đặc biệt nếu chỉ hấp phụ vật lý.
iii- Trong một số rất ít kim loại như đồng, magie và các hợp kim của chúng thường tạo lớp oxy bên ngồi, ngay cả phương pháp mài mịn vẫn khơng thể nhận được keo tốt (dính kém) và kém bền cơ học.
- Do vậy cần xử lý bằng phương pháp ăn mịn hĩa học hoặc dùng keo nền để đạt được độ bền cần thiết.
- Trong thực tế đối với đa số trường hợp thường người ta xử lý lớp dầu mỡ bảo vệ bằng phương pháp mài mịn cơ học.
* Việc lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc bản chất nền, điều kiện bề mặt ban đầu, loại keo và mơi trường sử dụng. Phương pháp xử lý cần phải:
i- Khẳng định rằng lực kết dính nội được hình thành giữa keo và nền là ổn định khi cĩ mặt của nước.
ii- Khẳng định rằng vùng bề mặt nền trong mĩi nối là ổn định, sẽ khơng bị yếu đi và tạo lớp kém bền.
Ví dụ: Trong trường hợp nền kim loại việc xử lý cần tạo một lớp oxyt khơng bị hydrat hĩa và do vậy trở nên kém bền.