Ориентационное структурирование

Ориентация легко наблюдается по различным визуальным эффектам, если частицы отличаются по форме от сферических. Однако это вовсе не означает, что нельзя говорить об ориентационном структурировании в случае строго сферических частиц. Самый очевидный случай — это частицы с постоянным электрическим или магнитным дипольным моментом. Ориентация осей диполей в одном направлении под действием внешнего поля (а в некоторых случаях и без него) — типичный случай ориентационного структурирования, причем такого, которое сильно меняет свойства дисперсной системы. Самое известное свойство, приобретаемое взвесью при однородной ориентации всех ди- [c.678]

Ориентационное структурирование распространено гораздо шире, чем можно было бы думать. Причина этого в том, что существует достаточно широкий круг свойств, явлений и процессов, придающих частицам, в том числе сферическим, анизотропность, т. е. различие свойств (или состояний) вдоль разных направлений относительно тела частицы или относительно пространственных осей координат. Некоторые из них относятся к статическим свойствам, а другие — к динамическим, возникающим в процессе движения (вращения) частиц. Ограничимся примерами разного рода поляризации. Термин поляризация в широком смысле слова означает придание частицам анизотропности любого типа. Будем считать, что свойства частицы меняются вдоль одной из ее осей. Те точки на поверхности сферической частицы, которые находятся на противоположных концах оси, назовем северным и южным полюсами частицы (по аналогии с намагниченными телами). [c.678]

В сильном поле, т. е. при 2 1, наступает насыщение поляризации (ориентационного структурирования). В этом случае = 1 и структурное состояние системы характеризуется единственным параметром — направлением ориентации частиц, которое совпадает с направлением действующего на дисперсную систему поля, если оно является единственным фактором ориентационного структурирования. Такая предопределенность состояния дисперсной системы делает его малоинтересным и неинформативным. Оно не зависит ни от напряженности поля, ни от размера частиц, ни от температуры в очень щироком диапазоне их варьирования. Например, в суспензии частиц феррита размером [c.683]

Наличие намагниченности при сверхкритической частоте расширяет определение понятия структурирование . Дело в том, что задержки осей вращающихся частиц в секторе вблизи 90° происходят несинхронно, т. е. моменты времени, в которые оси разных частиц проходят отметку 90°, не совпадают. Иначе говоря, взаимное положение осей частиц в любой момент времени не зафиксировано, однако статистически предпочтительная ориентация осей частиц существует, поэтому можно говорить о структурировании. Подчеркивая особенность такого структурирования, будем называть его асинхронным. На мгновенном снимке оно отобразится обычным образом количество частиц, ориентированных своими осями в определенном направлении, будет больше, чем в других направлениях. Аналогично выглядит обычное слабо выраженное статическое ориентационное структурирование в покое, возникающее при значении аргу.мента функции Ланжевена меньшем единицы. Следовательно, такое структурирование является тоже асинхронным. Напомним, что естественной мерой структурированности в таких случаях является значение функции Ланжевена. [c.684]

Поскольку здесь фигурирует единственная характеристика дисперсной системы — ее концентрация, которая не зависит от режима течения, то может сложиться впечатление, что ориентационное структурирование меняет только величину вязкости, но не закон течения. На самом деле это не так. От режима течения зависит величина числового коэффициента, предшествующего концентрации ф. В формуле Эйнштейна (3.11.3) он был обозначен символом а и равен 2,5 при свободном вращении частиц и 4 при ориентационном структурировании системы. Смена режима, а с ним значения коэффициента и величины вязкости, происходит при увеличе- [c.688]

На рассмотренном ранее примере поведения частиц во вращающемся магнитом поле было показано, что при сверхкритических частотах поля вращение частиц хотя и происходит, но оно замедленно по сравнению с частотой поля и прекращается при очень высоких частотах. При сдвиговом течении в постоянном поле вращается среда вместе с частицами, а поле неподвижно. В остальном картина та же, что и при вращении поля. Это означает, что уменьшение вязкости от величины, соответствующей значению а = 4, до величины, соответствующей значению коэффициента а = 2,5, занимает достаточно широкий интервал сверхкритических скоростей сдвига, т. е. вязкость плавно уменьшается с увеличением скорости сдвига в указанном диапазоне значений [36]. Таким образом, ориентационно структурированная система ведет себя классически — в соответствии с постулатом Ребиндера при разрушении структуры (нарушении ориентации частиц) вязкость снижается. [c.688]

Перечисленные текстуры относятся к покоящимся анизотропным растворам. Представляло интерес проследить ориентационное структурирование и в потоке, а также после прекращения течения. [c.126]

Тот факт, что при растяжении превалируют процессы ориентационного структурирования, а при сдвиге — разрушения структуры, подтверждается данными по зависимости продольной к и сдвиговой вязкости Т) от скорости деформации для гибкоцепных полимеров (рис. 6.2). Если в линейной области справедливо соот- [c.226]

Термокинетический подход [22] свидетельствует о благоприятном влиянии силовых полей, в частности деформации растяжения, на ориентационное структурирование прядильных растворов, но для некристаллизующихся полимеров это упорядочение нестабильно и должно исчезать при снятии внешнего поля. Если в этом случае можно было бы устранить стадию частичной разориентации на выходе из фильеры, то воздействие осадителя привело бы к замораживанию в волокне структуры, созданной при растяжении раствора [23]. Помня [c.229]

Эти формулы относятся только к магнитным частицам. Дискриминация электрического аналога в этих и других формулах будет проводиться и в дальнейшем. Для этого есть ряд веских причин. Первая состоит в том, что имеющаяся во многих случаях идентичность магнитных и электрических эффектов делает излишним дублирование формул. Раз-тичие заключается в вычислении энергии и момента сил, которое иллюстрировано приведенными выше формулами, в частности формулами (3.11.9) и (3.11.10). Вторая причина — различие в досту пности для экспериментирования ориентационного структурирования в электрическом и магнитном полях. Структурирование электрическим полем достигается только в специальных случаях, а возможность измерения электрической поляризации также сопряжено с рядом трудностей. Измерение статической электрической поляризации и вовсе неосуществимо. Магнитное поле в этих отношениях является предпочтительным. Единственное, о чем необходимо позаботиться, — это подбор дисперсной фазы. Она должна быть магнитной. Никаких других ограничений, в том числе отностельно природы среды, не существует. Это может быть диэлектрическая жидкость или раствор электролита высокой концентрации, это может быть даже расплавленный металл, что, кстати, позволяет достичь температуры Кюри магнитного материала и поставить сравнительный эксперимент с одной и той же системой при магнитном и немагнитном состояниях дисперсной фазы. Все эффекты магнитной поляризации и структурирования могут быть реализованы и исследованы экспериментально, тогда как с электрической поляризацией это вряд ли возможно. Наконец, третья причина, по которой далее будет отдаваться предпочтение ферромагнитным системам, — отсутствие трудностей с вычислением и с измерением величины магнитного дипольного момента частиц в случае однодоменных частиц шш в состоянии насыщения многодоменных частиц их магнитный момент легко вычисляется по формуле [c.683]

Отсутствие равновесия при со > со не исключает возможности ориентационного структурирования. В слабом поле частицы будут почти свободно вращаться в потоке, как будто поле вовсе отсутствует. Тем не менее, магнитное поле хотя и ненамного, но притормозит вращение частиц в момент прохождения ими утла, близкого к 90°, при котором величина Му максимальна, и ускорит это вращение при противо1Юложной ориентации оси частицы относительно направления поля. Это означает, что вблизи 90-градусной ориентации ось каждой частицы находится больше времени, чем при противоположной (270°) ориентации. Избыточное время нахождения осей частиц в указанном секторе углов означает, что взвесь будет иметь слабую намагниченность под углом 90° к направлению поля. Усиление поля, замедление вращения (течения), уменьшение вязкости приведет, очевидно, к усилению этого эффекта. В пределе он плавно достетнет намагниченности насыщения, направленной под углом 90° к направлению намагничивающего поля. Таким образом, упомянутый выше срыв ориентации с увеличением скорости враще- [c.684]

Заключительную стадию такого ориентационного структурирования часто удается наблюдать в тонких слоях (около ОЛ мм) с помощью метода поляризационной хмикроскопии [42]. Если заполнение кюветы осуществляется при малых градиентах скорости (или по окончании заполнения кювета располагается под углом примерно 5° к горизонту), то через 1—2 ч в препарате появляются чередующиеся темные и светлые полосы, ориентированные вдоль направления течения (рис. 4.8). Такая полосатая текстура дает до 14 порядков дифракции рассеяния поляризованного света. Характерным для растворов ПБА является чередование интенсивностей четных и нечетных дифракционных максимумов при Я,,-рассеянии, что, по-Ендимому, может быть объяснено различной поляризацией молекул в смелсных полосах. [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология