Quannu nu giuntu di ligami fallisci, li nostri primi passaggi di sòlitu cumprennunu la valutazzioni si la risistenza adisiva è adatta, lu trattamentu dâ supirfici è currettu, l'imprignazzioni è bastanti e li matiriali non s'hannu 'nvicchiatu.
Com’è gghiè, ntê applicazziuni ncignirìstichi, certi guasti nun accumincianu sulu quannu vennu misu ‘n funziuni; chiuttostu, li rìsichi putinziali sunnu già prisenti quannu l'adisivu si cura completamenti.
Chistu rìsicu putinziali è la prisenza di nu stress nternu residuu.
È nvisìbbili e diffìcili di misurari pricisamenti direttamenti, ma nun di natura mìstica. ‘N manera sìmplici, l'adisivu suffri nu ristrizzioni duranti la cura e lu rifriddamentu; si lu sustratu circustanti ristrinci la so difurmazzioni lìbbira, la purzioni non ristribbili addiventa stress residuali rintra lu stratu adisivu.
Oggi, vi guidu tutti pi capiri accuratamenti stu cuncettu.
0 1 Picchì lu studiari?
Li rìsichi ri stress ‘nternu sunnu ri natura "archiviazzioni ri enirgìa".
Doppu la cura, lu stratu adisivu sarba na parti di l'enirgìa di tinzioni elàstica. Chista enirgìa è la forza mottrici suttustanti pâ succissiva dilaminazzioni ntirfacciali, prupagazzioni di micrucrachi e difurmazzioni di difurmazzioni.
Pigghiamu comu esempi la dilaminazzioni e la dilaminazzioni di l’interfacci: li stress nterni s’accumulanu supra lu caricu upirativu, facennu supirari assai lu valuri di valutazzioni calculatu dû pruggettu -. Nta autri paroli, puru prima ca lu stratu adisivu accumincia lu sirvizziu furmali, l'interfacci è già suggetta a pri-tinzioni eccessiva.
N’àutru esempiu è la diviazzioni di l’accuratizza, ca è dannusa pi l’assimblaggi di pricisiuni comu li robot, li mutura e li cumpunenti ottici.
La pusizzioni dû nùcliu magnèticu ntô muturi, l’allineamentu dî cumpunenti ottici e li grannizzi dî parti strutturali ponnu tutti subbiri na dirìva a longu tèrmini a causa dû rilassu graduali di stress nterni. Si li cumpunenti accuminciannu sunu cunfurmi duranti lu muntaggiu ma mustranu diviazzioni doppu cintinara di uri di funziunamentu, sti prubblemi spissu vennu dâ prisenza di tinzioni nterni.
Sparti, la vita dâ fatica è ridutta. Lu stress nternu rapprisenta nu liveddu di stress mediu a longu tèrmini ca cullittivamenti abbascia la curba dâ vita dâ fatica. La cumminazzioni dû ciclu dâ timpiratura, di l’umidità e dî vibrazzioni spissu porta a situazzioni unni li prudutti passanu li provi inizziali ma nun arrinèsciunu duranti la produzzioni di massa.
Pirtantu, u stress internu nun è 'n prubblema secunnariu, ma cchiuttòstu u prerequisitu funnamintali pì l'affidabbilità dû ligàmi. Additermina non sulu si l'adisioni pò virificarisi, ma puru quantu tempu lu ligami resta stàbbili doppu.
0 2 Di unni nasci lu stress nternu?
Pì capìri u stress ‘nternu, apprìma havi â capìri a sò urìggini.
Lu stress nternu duranti la cura adisiva nasci di basi di du' tipi di ceppi ca mustranu na tinnenza a cuntrari ma nun lu ponnu fari.
La prima catigurìa è lu ristrizzioni di cura, canusciutu puru comu ristrizzioni chìmica.
Ntà li munumiri liquiti, li muleculi mantènunu lu cuntattu attraversu li forzi di van der Waals (ntirazziuni debbuli). Non ci sunnu ligami chimici tra l'atumi dî du muleculi; esistunu sulu 'n vicinanza, cu na distanza tipica di circa 0,3-0,4 nm (ca rapprisenta la summa dî raggi di van der Waals di tutti du' li muleculi).
Duranti la riazziuni di polimirizzazziuni, si formunu ligami cuvalenti tra li munumiri. Pigghiannu lu ligami singulu C-C cchiù cumuni comu esempiu, la sò lunghizza dû ligami è di circa 0,154 nm. Chistu signìfica ca du' muleculi originariamenti siparati di na distanza sciolta di circa 0,35 nm ora sunnu purtati nzèmmula pi forza di nu ligami cuvalenti cu na lunghizza di circa 0,15 nm-risurtannu a na riduzziuni dâ distanza ntirmuliculari di cchiù dâ mità. (Cifra)
A livellu macruscopicu, la cuntrazziuni simultania di triliuni di sti coppi muliculari si manifesta comu na riduzziuni dû vulumi. Chista è na cunsiquenza fìsica ca nun po èssiri evitata completamenti nna nuḍḍa riazzioni di pulimirizzazzioni di agghiuncitina.
La sicunna catigurìa è lu stress di disabbinamentu tèrmicu.
Assai adisivi ànnu bisognu di caudiamentu pi curari. Doppu la cura, quannu si rinfrisca di timpiratura auta a timpiratura ambienti, li cufficenti di spanzioni termica di l'adisivu e dû sustratu su' diversi.
Lu cufficenti di spanzioni termica di l'adisivu è di sòlitu assai cchiù autu di chiḍḍu di matiriali di basi comu mitalli, magnèti e ciràmichi. Duranti lu rifriddamentu, l'adisivu tenni mi si cuntrai ultiriurmenti, ma lu matiriali di basi evita la sò cuntrazzioni lìbbira, frinannu accussì lu stratu adisivu e pruvucannu nu stress nternu residuu.
Lu cuncettu cchiù crìticu ccà è lu puntu gel.
Prima dû puntu di gel, l'adisivu arresta fluidu e pò scurriri. Duranti chista fasi, puru si si virifica na cuntrazziuni, lu matiriali pò dissipari chista difurmazziuni attraversu lu flussu, la riurganizzazziuni e lu riempimentu, riducennu accussì ô minimu l'accumulu di stress nternu.
Doppu lu puntu gel, la situazzioni cancia. Na riti tri-diminziunali accumincia a furmarisi dintra l'adisivu e lu matiriali passa a picca a picca di nu statu liquidu a nu statu sulidu. A chistu puntu, lu stratu adisivu acquisisci na capacità di purtari e accumincia a "ricurdari" l'eventi di riduzzioni e difurmazzioni succissivi.
Nta autri paroli, la purziuni di cuntrazziuni ca si virifica doppu lu puntu gel è veramenti propensu a ginirari stress internu.
Cû prugridiri dû tempu, lu matiriali si cunsulida ultiriurmenti e lu sò Tg aumenta sempri. Quannu lu Tg supira la timpiratura di funziunamentu attuali, lu stratu adisivu passa di nu statu di gomma a nu statu di vitru.
Quannu trasi ntô statu di vitru, lu mòdulu dû stratu adisivu aumenta rapidamenti, facennu cchiù diffìcili lu muvimentu dû sigmentu dâ catina; di cunsiguenza, na parti dû stress ca prima putìa èssiri rilassata addiventa ancùora cchiù diffìcili ri rilassari.
Pirciò, lu stress nternu pò èssiri simplicimenti ‘ntisu comu:
Prima dû puntu gel: la cuntrazziuni si pò virificari senza induciri subbitu lu stress.
Doppu lu puntu di gel: lu stratu di gel accumincia a furmari na riti e lu riduzziuni succissiva è privinuta.
Doppu la vitrificazzioni: lu matiriali addiventa rìggidu, cu li so catini muliculari immobbilizzati, facennu cchiù diffìcili lu rilassu dû stress.
Comu tutti sapemu:
Stress=Mòdulu × Deformazzioni
Tensioni nterna finali ≈ mòdulu efficaci × (riduzzioni dâ curatura doppu la gilazzioni + difurmazzioni tèrmica di mismatch) - rilassu di rilassamentu
La difurmazzioni dû disabbinamentu di caluri si po ntènniri simplicimenti comu:
Difurmazzioni di nun abbinamentu tèrmicu ≈ (cufficenti di spanziuni tèrmica di l'adisivu - cufficenti di spanziuni tèrmica dû sustratu) × diffirenza di timpiratura efficaci
Sulu la cuntrazziuni e lu disabbinamentu termicu ca si virifica doppu lu puntu di gel, murtiplicatu pò modulu ca aumenta continuamenti, menu la purziuni rilassata attraversu lu rilassamentu duranti lu prucessu, custituisci lu stress nternu nettu finali.
Chistu è macari lu mutivu pi cui lu stress nternu è difficili di studiari: non nasci ‘mpruvvisamenti nta nu sulu istanti ma s’accumula a picca a picca duranti li prucessi di cura e rifriddamentu. Nna stu prucessu, lu riduzzioni, la timpiratura, lu mòdulu e l'abbilità dû matiriali di rilassari lu stress suffrunu tutti canciamenti cuntinui.
03 Comu carattirizzari: prima misurari u "risultatu", poi misurari a "causa".
Ora è ampiamenti arricanusciutu ca lu stress nternu nun nasci ‘mpruvvisamenti ‘n nu sulu istanti, ma cchiuttòstu s’accumula a picca a picca duranti li prucessi ri cura e rifriddamentu.
Ogni paràmitru ccà cancia sempri: lu tassu di cuntrazziuni, la timpiratura, lu mòdulu e macari l'abbilità dû matiriali di rilassari lu stress cancianu tutti.
Pirciò, la carattirizzazzioni dû stress nternu nun po fari affidamentu sulu ncapu a nu sulu valuri numèricu; havi a affruntari simultaniamenti dui dumanni:
Prima, quali quantità di stress o difurmazzioni arrista â fini?
‘n secunnu locu, comu si fòrmanu chisti stress duranti lu prucessu ri cura?
Quannu si parra ri mètudi ri test, ‘n giniràli ponnu èssiri spartuti ‘n dui catigurìi.
Na catigurìa cumporta la misurazzioni diretta dî risultati di stress o difurmazzioni, mentri l’autra misura li paramitri ntrìnzici dû matiriali pi stabbiliri mudeḍḍi.
Catigurìa 1: Misurazzioni diretta dî risurtati di tinzioni o difurmazzioni
Chistu approcciu si cuncentra supra la ditirminazzioni di l'entità dâ difurmazzioni o dû stress residuu induttu rintra la struttura dopu ca l'adisivu s'è curatu.
Lu mètudu cchiù clàssicu è l’approcciu di curbatura dû travu a cantilever o bimatiriali. L'adisivu veni applicatu a fogghi di mitaḍḍu suttili, wafer di silicuni o autri matiriali di sustratu; duranti la cura, lu riduzzioni adisiva fa curvari lu sustratu. Misurannu la curburazzioni ‘n tempu riali e usannu un mètudu sìmili a l’equazzioni di Stoney, si po carculari lu stress mediu nnô stratu adisivu. Chistu approcciu offri li vantaggi ri èssiri ‘ntuitivi e stabbiliti, pirmittennu a visualizzazzioni ri curbi ca rapprisèntanu comu u stress cancia cû tempu ri cura.
C’è macari la tecnica dâ gradigghia di Bragg ‘n fibbra (FBG). Ncorpurannu fibbri ottichi dintra nu stratu di gel, lu ceppu dintra lu gel si po misurari 'n tempu riali. Stu mètudu duna un riflessu cchiù accuratu dû statu nternu dû gel rispettu ê misurazzioni dâ difurmazzioni di supirfici suli, puru si cumporta costi cchiù auti e cumplessità upirativi cchiù granni.
Lu monitoraggiu dâ tinzioni di cura nne laminati cumposti usannu nu sinsuri otticu distribbuitu (funti di l'immaggini)
Pi l’adisivi trasparenti, si ponnu usari macari mètudi di fotuelasticità o birrifrinzioni pi taliari la distribbuzzioni dû stress attraversu la birrifrinzioni nnùtta dû stress{0}}.
Sparti, mètudi comu li trincaturi, lu campiunamentu dû nùcliu, la diffrazzioni dî raggi X (XRD), la diffusioni dî niutruna e l’anàlisi dû spustamentu di Raman ponnu èssiri usati macari ‘n cunnizzioni spicìfichi pi misurari lu stress risiduali o lu deformazzioni ‘ndiretta.