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    大氣塵垢

    發表時間:2021-01-24

                                                           大氣塵垢

            長期暴露在大氣中的物件,由于塵埃不斷降落而附著在表面,慢慢就形成了塵垢。塵垢是由多種無機物混合而成的,因為有些組分可溶于水,所以具有部分溶于水的性質。下面分別介紹塵垢的形成原因、過程及洗落性質。

           一、塵垢的形成原因和過程

          大氣中塵埃的含量與空氣的清新度即是否有工業大氣污染和風沙有關。潔凈的大氣中也總是含有少量的直徑較小的塵埃顆粒,這是空氣自然對流的必然結果。當有工業大氣污染時,空氣中塵埃的含量會增加許多倍,因而暴露在這樣的大氣中的物體的表面就較容易生成塵垢。另外當刮風時,由于空氣流動的作用,大氣中塵埃的顆粒數量與平均直徑也要增大,特別是在風沙天氣,大氣中塵埃的數量與平均直徑都要大大增加。暴露在這樣的大氣條件下的物體表面也較容易生成塵垢。

          總之,大氣中塵埃的存在是暴露在其中的物體表面生成塵埃的根本原因。塵埃物理吸附在物體表面上是生成牢固塵垢的先決條件,但不是充分條件。因為塵埃的物理附著是不牢固的,要生成一層厚厚的牢固塵??偸切枰^長的時間,一般要經過以下幾個過程:

          (1)塵埃在物體表面著落吸附

           當塵埃降落在水平的物體表面時,重力與表面吸附力方向一致,這兩種力對塵埃來說同是一種約束力,它們共同起著阻止流動空氣將塵埃重新卷起的作用,比較容易實現塵埃在物體表面的著落吸附。

          對于垂直的物體表面來說,塵埃的附著比較困難。當運動的塵埃到達垂直的物體表面時,其自身的重力使塵埃降落而離開垂直的表面,所以若要使塵埃附著在垂直物體表面上,則物體表面對塵埃的吸附力必須大于塵埃的重力。物體表面對塵埃的吸附與塵埃的表面能有關。塵埃的直徑越小,自身重量越小,比表面能越大,因而其吸附力與重力之比越大。顯然,塵埃能否在垂直表面上附著的必要條件之一就是單個塵粒重量的大小不能超過一定的值。

           (2)部分溶解、變形使附著力大大加強

            當塵粒與吸附的物體表面之間有水珠冷凝出來時或遭受雨淋時,塵粒將部分溶解,在表面張力的作用下,朝著表面降低的方向產生形變,與物體表面的接觸面積增大,附著力隨之大大加強。

          (3)相間擴散牢固結合

           隨著天長日久的雨淋日曬,隨著在物體表面上的塵粒,一部分將被剝去,而剩下的一部分則變得與物體表面的結合相當牢固。這是因為原來呈近似球狀的塵粒由于部分溶解變形,在物體表面鋪展開來,緊密接觸面積大大增加,在被水濕潤的情況下,能潤濕物體表面,并發生物質的相間擴散。從而使塵粒與物體表面牢固結合,空隙度也隨之減小。

           (4)在物體表面吸附的塵粒上連續不斷地著落新的塵粒。日積月累塵層逐漸加厚,就形成了塵垢。

            塵垢與基體的結合力取決于塵粒與物體表面緊密接觸的面積、塵粒表面能(表面活性)、物體表面能(表面活性)以及塵粒與物體的極性和相互作用。顯然,塵粒與物體表面的接觸面積越大,表面活性越高,則其結合力越大。


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