环境湿度对球/面微观接触的影响

摘要

为得到不同湿度环境下球/面接触副的黏着力F a和接触压力P c,研究了范德华力F vdW和拉普拉斯力F Lap对F a和P c的理论贡献.在此基础上,借助SiO 2/Si(100)这一球/面微观接触副,验证了不同湿度环境下F a理论计算方法的正确性.结果表明:在低湿度环境下(样品表面未形成一层水膜),球/面微观接触的黏着力主要由范德华力构成;随着相对湿度的增加(水膜增厚至满足连续性介质条件前),拉普拉斯力逐渐形成并使黏着力逐渐增加;当相对湿度进一步增加时,拉普拉斯力和黏着力逐渐下降;基于Hertz,DMT,JKR等接触理论,不同湿度环境下球/面微观接触副的最大接触压力变化趋势与黏着力的变化趋势一致.