رابطه چسبندگي پوشش و بعد فركتالي سطح

Relationship of coating adhesion and surface fractal dimension

بررسي عوامل موثر بر چسبندگي دو سطح به هم داراي اهميت ويژه به‌خصوص در علم پوشش سطوح است. به‌طور كلي عامل نگهداشتن دو سطح در كنار هم كه باعث چسبندگي آنها مي شود نيروهاي اتمي و مولكولي در ناحيه سطحي مي باشد. از آنجايي كه در تمام سطوحي كه به‌طور تجربي با آنها بر خورد مي شود ميزاني از ناهمواري وجود دارد، مساحت ظاهري (هندسي) آنها با مساحت واقعي (جايي كه نيروهاي سطحي در آنجا عمل مي كنند) آنها متفاوت است و ميزان ناهمواري و پيچيدگي آن تعيين‌كننده اختلاف اين دو مقدار مي باشد. تعيين مقدار مساحت واقعي يك سطح ناهموار با طرح هاي پيچيده، فرآيندي بسيار مشكل است كه با بهره‌گيري از هندسه فركتالي و مفهوم بعد فركتال تا حد قابل توجهي ممكن شده است. از اين روي در اين مقاله پس از معرفي كوتاه توابع ترموديناميكي سطح و تاثير ناهمواري سطح بر آنها به معرفي فركتال ها و بعد فركتال پرداخته شده است و رابطه ضريب ناهمواري سطح در سطوح فركتالي بررسي شده است. در نهايت روش هاي مستقيم و غيرمستقيم موجود براي اندازه‌گيري بعد فركتال سطوح از منابع مختلف مورد بررسي قرارگرفته است.

Investigating the parameters that influence the adhesion of two surfaces has constantly been of immense importance, especially in surface coating science. Generally, the factor that keeps two surfaces close together and causes adhesion is atomic and molecular forces in the surface region. However, all of the surfaces in the real world are somehow rough (are not smooth). In such surfaces, apparent (geometric) surface area is different from the actual surface area (the place where surface forces act) and the magnitude as well as the complexity of the roughness determine the amount of the difference between two surface areas. Determination of the actual surface area of a surface with complex roughness patterns is a very complicated task, which can be performed by means of fractal geometry and the concept of fractal dimension. In the present study, at first surface thermodynamic functions and their functionality of surface roughness were considered. Then, fractals and fractal dimension have been introduced and the relation between surface roughness and fractal dimension in fractal surfaces has been investigated. Finally, direct and indirect methods of fractal dimension calculation have been reviewed from the literature.