導入
物理学において、接着とは、分離に対する機械的抵抗を生み出すことを目的として、2 つの材料が緊密に接触したときに発生する一連の物理化学現象です。接触が確立されると、分離を達成するために必要なエネルギーは接着エネルギーと呼ばれます。それを接着と混同しないでください。接着は逆に必要な力です。接着は直接または中間材料を介して行われます。
直接会員
素材同士が直接接着することはほとんどありません。これは、非常に滑らかで非常にきれいな材料 (雲母やシリコンなど) に対してのみ起こります。これらの材料は、原子サイズ (ナノメートル) 程度の距離で、なんとか密着させることができます。したがって、表面が粗い場合は不可能なことがよくあります。直接のメンバーシップは、主にファン デル ワールス相互作用に関連付けられていますが、それに限定されるわけではありません。
直接接着の例：雲母やシリコンの分子接着、ヤモリの接着、自動車タイヤの製造。
メンバーシップのテストと破棄
接着の主な利点は、破損に対する抵抗力を生み出すことです。したがって、問題は、受ける応力の種類に関係なく、どのようなメカニズムで、どのような効果で接着接合部が破断に抵抗するかを知ることです。
会員テスト
材料の破壊を人為的に拡大してその抵抗を測定することを可能にする古典的なテストが一定数あります。
密着性試験の例：
- JKR : 軟質素材の球体と平坦な基材との密着力の測定。
- タック: タックは、2 つのピストンの間に柔らかい接着剤を押し込み、離陸時に接着剤がどのくらいの力に抵抗し、どのくらいのエネルギーが散逸するかを調べるテストです。
- 剥離と切断は、異なる形状を使用して 2 つの接着面を分離する機械的テストです。
破壊力学との連携
接着の起点となる領域は、通常、接着する 2 つの物体よりもはるかに薄いです。したがって、遠くから見ると、2 つの物体が分離する現象は破壊として見え、対応するツールを使用して研究されます。これらのツールは、それ自体が 1 つの分野、つまり破壊力学を構成します。
特に、2 つの物体の分離の基準には、単に加えられた応力だけでなく、分離の伝播中に散逸するエネルギーも関係します。エネルギーの重要性を示す例として、鉱山でのケーブルの落下があります。
耐折損機構
2 つの物体間の接着の破壊強度は、良好な接着に必要な 2 つの要素によって決まります。これら 2 つの要素は、界面の強度と薄い材料の強度です。
界面抵抗
界面は、それが 2 つの物体間の界面 (直接接着の場合) であっても、各物体と中間層材料との界面 (間接接着の場合) であっても、分離の試みに耐えなければなりません。この場合に作用するメカニズムは直接接着のメカニズムです。
薄い素材の強度
間接接着の場合、中間層材料は破損にも耐えなければなりません。初期強度は材料の薄さから生まれます。より一般的には、抵抗の原因は中間層の材料に依存します。
接着破壊と凝集破壊
間接的に組み立てられた 2 つの材料間の破壊は 2 つの方法で伝播する可能性があります。1 つは接合部の内部 (接着剤または接着剤) (これは凝集破壊です)、または表面で (接着破壊) のいずれかです。直接接着に関しては、破断は必然的に接着性になります。
凝集破壊は、界面が接着材料または接着剤のコアよりも強く挙動したことを示します。逆に、接着破壊の場合、界面は弱くなりました。
最適な耐破壊性
接着の有効性は、一般に、正確な破壊モード (接着性または凝集性) よりも、分離中に消費されるエネルギーによって測定されます。しかしながら、散逸される最大エネルギーは、接着領域のすぐ近くの凝集領域（材料内で散逸メカニズムが発達する）に位置するのが一般的である。一般に、接着剤領域では、界面での散逸は比較的低く、材料内の変形は中程度であり、効果的な散逸メカニズムは引き起こされません。