adherencia

La adherencia se refiere a la característica de movimiento intermitente de un conjunto mecánico. Consideremos un elemento mecánico que aplica lentamente una fuerza externa a un conjunto en reposo, diseñado para la rotación o deslizamiento relativo de sus partes en contacto. La fricción estática entre las partes del conjunto se opone al movimiento, lo que provoca que los momentos elásticos almacenen energía mecánica. Cualquier parte del conjunto que pueda doblarse elásticamente, incluso a nivel microscópico, y ejercer una fuerza restauradora contribuye con un momento elástico. Por lo tanto, los "resortes" en un conjunto pueden no ser evidentes a simple vista. La fuerza externa creciente finalmente supera la fuerza de resistencia de la fricción estática, y los momentos elásticos, liberados, ejercen impulsivamente sus fuerzas restauradoras tanto sobre las partes móviles del conjunto como, según la tercera ley de Newton, en reacción sobre el elemento externo que aplica la fuerza. Las partes del conjunto se aceleran impulsivamente entre sí, a pesar de la resistencia de la fricción dinámica (en este contexto, mucho menor que la fricción estática). Sin embargo, el elemento que aplica la fuerza no puede acelerar al mismo ritmo, no logra mantener el contacto y lo pierde. La fuerza externa sobre el conjunto móvil cae momentáneamente a cero por falta de contacto mecánico, aunque el elemento que ejerce la fuerza externa continúe su movimiento. La pieza móvil desacelera hasta detenerse debido a la fricción dinámica del contacto. El ciclo se repite cuando el elemento que ejerce la fuerza vuelve a hacer contacto. Se adhiere, se almacena energía elástica, se libera impulsivamente la energía elástica, se acelera, se desacelera, se detiene, se adhiere. Se repite.

La fricción estática representa un problema para el diseño y la ciencia de los materiales de muchos mecanismos móviles. Esto se observa particularmente en las articulaciones deslizantes lineales, en lugar de los pivotes giratorios. Debido a su geometría simple, la distancia de desplazamiento de una articulación deslizante en dos mecanismos comparables es mayor que el recorrido circunferencial de un cojinete pivotante; por lo tanto, las fuerzas involucradas (para un trabajo equivalente ) son menores y las fuerzas de fricción estática se vuelven proporcionalmente más significativas. Este problema ha llevado a menudo a rediseñar los mecanismos, pasando de estructuras deslizantes a estructuras puramente pivotantes, simplemente para evitar problemas de fricción estática. Un ejemplo es el puntal Chapman , un mecanismo de suspensión . ^{[ 4 ]}

Durante el micromecanizado de superficies, se produce adherencia o adhesión entre el sustrato (generalmente a base de silicio ) y la microestructura durante el grabado húmedo isotrópico de la capa de sacrificio. Las fuerzas capilares debidas a la tensión superficial del líquido entre la microestructura y el sustrato durante el secado del agente de grabado húmedo provocan que ambas superficies se adhieran . Separar las dos superficies suele ser complicado debido a la fragilidad de la microestructura. La adherencia se suele evitar mediante el uso de un fluido sublimable (a menudo CO₂ supercrítico , que tiene una tensión superficial extremadamente baja) en un proceso de secado donde se evita la fase líquida. El CO₂ _desplaza el fluido de enjuague y se calienta por encima del punto supercrítico. A medida que se libera lentamente la presión de la cámara, el CO₂ _{se sublima} , evitando así la adherencia.