Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

Átírás

1 Határelületi jelenségek 1. Felületi eültség Fogorvosi anyagtan izikai alapjai 3. Általános anyagerkezeti ismeretek Határelületi jelenségek Kiemelt témák: elületi eültség adhézió nedvesítés ázis ázisdiagramm ázisátalakulás Fázisdiagram, ázisátalakulás ankönyv ejezetei: 6, 7 HF: 1. ej.: 4, 5, 7, 8, Adhézió 1. Felületi eültség Felületi eültség v. ajlagos elületi energia (): E A J m N m anyag (J/m ) víz 0,073 vér 0,06 nyál 0,05 parain 0,05 alkohol 0,03 dentin 0,09 zománc 0,087 higany 0,484 * levegőben, 0 C A víz nagy elületi eültsége problémát okozhat! respirációs ditres indróma 3 4 1

2 . Adhézió mechanikai kémiai (ionos, kovalens, H-kötés) diperz (van der Waals-erők) elektrotatikus (eltöltődött elületek) diúziós (egymásba diundálnak az anyagok) pl. interezésnél gekkótalp uperadhézió Adhézió a ogorvosi gyakorlatban, tényezők: Felület savazás Vikozitás Nedvesítés (adhézió ilárd és olyadék között) a leggyakoribb és legáltalánosabb adhéziós erő ~ érintkező elületek nagysága ~ közelség 5 6 Nedvesítés (adhézió ilárd anyag és olyadék között) A Young-egyenlet levezetése:. A : peremög (illekedési ög) egyensúly = energiaminimum kis változás az alakban (elületben) nem okoz változást az energiában Young-egyenlet: cos, : ilárd test (levegő), : ilárd testolyadék : olyadék (levegő) 7 E A, A cos Acos 0, 8

3 kvarc tridimit kritobalit,,, Néhány ogáati anyag ajlagos elületi energiája: víz nyál anyag (mj/m ) dentin 9 zománc 87 PMMA 37 parain 5 73 (5 C) 53 (37 C) ilárd Fázis Halmazállapotok: Pl. H O olyékony 0ºC 100ºC gáznemű Fázis: izikailag és kémiailag homogén anyagtartomány. 870ºC ilárd 1470ºC Pl. SiO 1713ºC ázisok olyékony 30ºC gáznemű Stabil ázis: adott körülmények között a termodinamikailag legkedvezőbb legkisebb energiájú, pontosabban legkisebb abadentalpiájú ázis. Szabadentalpia (G): G = E +pvs belső energia nyomás térogat hőmérséklet entrópia 9 10 Fázisdiagram Példák: H O nyomás: 1 bar (100 kpa) Fázisdiagram: stabil ázisok ábrázolása különböző paraméterek (p,, c, ) üggvényében. C só+víz H vízgőz O CO hármaspont hőmérséklet (ºC) cukor+víz Ezt kell megtanulni (ámértékek nélkül), a többi ázisdiagramot nem

4 diúziós együttható Fázisátalakulás G = E +pvs Diúzió Brown mozgás: Diúzió: egyenletes elolásra való törekvés, koncentrációkiegyenlítődés a diúzió sebessége koncentráció különbség diúziós együttható Hajtóerő: abadentalpia különbség minél kisebb (< o ), annál nagyobb a hajtóerő Lehetőség, mód: atomok, molekulák mozgása (lásd diúzió) minél kisebb (< o ), annál gyengébbek a mozgások 13 Fick-törvény: c D A t x D: diúziós együttható (m /s) Diundáló molekula közeg D (m /s) O levegő 10 5 víz üveg He üveg Einstein-Stokes öseüggés: (gömb alakú réecskékre) D k D 6r 0 D e k hőmérséklet, (K) 14 Fázisátalakulás (pl. kristályosodás) kinetikája úlhűtés! < o 1. Magképződés (nukleáció) mag rendezett erkezet energiacsökkenés ( térogat) r 3 1. Magképződés (nukleáció) < o : határelület energianövekedés ( elület) r. Növekedés mag ( túlhűtés) 15 gyorsabb! homogén nukleáció: saját anyagában heterogén nukleáció: már meglévő ilárd elületeken (pl. edény alán, ennyező emcséken) 16 4

5 ajlagos térogat (v) ajlagos térogat (cm 3 /g) ajlagos térogat (v) keményebb, erősebb, kevésbé alakítható Szemcsealak és méret tulajdonságok!. Növekedés Fázisátalakulás rendűsége, üvegesedés Például: pl. H O pl. SiO a = 540 C g < o általában gáz b olyadék = 690 C ( o = 77 C) ilárd (kristály) 17 kvarc tridimit kritobalit o 18 pl. SiO pl. polimerek Öseoglalva: hőmérséklet (K) üveg (amor) túlhűtött olyadék olyadék g < o g üvegesedési hőmérséklet 19 Érdekesség: üvegerű ém kristályos ém Következő előadáshoz: 8. tankönyvi ejezet 0 5