Ползучесть коагуляционных структур

Из сказанного выше следует, что прочность коагуляционных структур значительно ниже прочности структур с непосредственным сцеплением частиц между собой. Прослойки среды в местах контактов, играя роль смазочного материала, обеспечивают подвижность отдельных элементов структуры. Материалы с такой структурой обладают высокой пластичностью и способностью к, ползучести при небольших напряжениях сдвига. Таким образом, увеличивая или уменьшая толщину прослоек среды в местах контакта частиц или изменяя их гидродинамические свойства с помощью некоторых добавок (модификаторов), можно в широки.ч пределах регулировать механические свойства коагуляционной структуры материала. [c.384]

П. Какие изменения происходят в системах с коагуляционной структурой при напряжениях Р < Рк, Рк < Р < Рт и Р > Рт Объясните явление ползучести. [c.204]

Системы с коагуляционными структурами обладают, как правило, небольшой прочностью, известной пластичностью, а также некоторой эластичностью. Эластические свойства коагуляционных структур, согласно П. А. Ребиндеру, можно объяснить изменением энтропии системы в результате переориентации образующих систему структурных элементов, сопутствующей изменению ее формы. Такими структурными элементами служат отдельные коллоидные частицы (в отличие от высокомолекулярных соединений где эластическая деформация связана с изменением взаимной ориентации звеньев молекулярных цепей). Системы с коагуляционными структурами проявляют также ползучесть, т. е. способность при течении к медленному развитию значительных остаточных деформаций практически без заметного разрушения пространственной сетки. Ползучесть системы определяется высокой, хотя и вполне доступной измерению вязкостью в области весьма малых скоростей течения. Только при больших скоростях течения в таких системах происходит значительное разрушение структуры, так как связи мекду частицами не успевают восстанавливаться и скорость разрушения становится больше скорости восстановления. [c.320]

Специфическим свойством коагуляционных структур является их способность к тиксотропным превращениям, т. е. к изотермическому переходу гель < золь. Сущность этого явления состоит в том, что разрушенные при наложении сдвигающего усилия связи между частицами геля могут восстановиться и вновь образовать структуру. Из других свойств гелей следует отметить способность к ползучести — медленному течению без заметного разрушения пространственной структуры — и синерезису — постепенному уплотнению структуры геля, сопровождающемуся выделением дисперсионной среды из петель сетки. [c.475]

Второй случай, соответствующий твердым, или, вернее, твердообразным телам, характеризуется резким (скачкообразным) изменением развития деформации сдвига в зависимости от величины действующего напряжения сдвига, постоянного в каждом опыте. При достаточно малых напряжениях, ниже некоторой величины, определяющей прочность пространственной структуры, наблюдается медленное течение, которое можно назвать ползучестью с постоянной и предельно большой вязкостью. При таком даже очень медленном течении коагуляционная структура хотя и разрушается, но успевает вновь восстановиться, так что равновесная степень разрушения структуры в таком [c.175]

В результате броуновского движения частицы, объединенные в единую коагуляционную структуру, испытывают колебания относительно их положения в контактах. Вследствие тепловых флуктуаций некоторые контакты разрушаются, но при этом возникают контакты между частицами в других местах. В среднем число контактов в сформировавшейся структуре остается постоянным во времени и близким к максимальному. В отсутствие действия напряжения сдвига разрушение и восстановление контактов в любом сечении оказываются равновероятными по всем направлениям. При приложении же внешнего поля напряжений разрушение и восстановление контактов приобретают направленность, и наблюдается медленный макроскопический сдвиг, т. е. ползучесть. Ползучесть имеет место в некотором интервале значений т, при которых практически сохраняется одинаковое и относительно небольшое число разрушаемых и восстанавливаемых контактов. Этот участок И — область ползучести системы (по Шведову) — может быть описан (так же, как и последующий участок П1) моделью вязкопластического течения с малым предельным напряжением сдвига Тщв и очень высокой дифференциальной вязкостью т]шв [c.328]

Для паст, так же как и для любой коагуляционной структуры, характерны следующие свойства невысокая механическая прочность (обусловлена малой прочностью коагуляционного контакта — порядка 10" Н и ниже), тиксотропия, синерезис, ползучесть, пластичность, набухание (см. раздел 11.1). [c.216]

При сравнительно глубоком вторичном энергетическом минимуме и высоком барьере отталкивания частицы быстро фло-кулируют, обусловливая образование коагуляционных структур. Последние при низких напряжениях сдвига обнаруживают ползучесть. Под влиянием интенсивных механических воздействий они разрушаются, переходя в легкотекучее состояние, характеризующееся постоянной вязкостью. После снятия внешней нагрузки происходит восстановление связей между частицами системы. Таким образом, коагуляционные структуры могут проявлять склонность к тиксотропным превращениям. Поскольку прочность связи частиц определяется глубиной и координатой вторичного минимума, свойства таких систем существенно зависят от концентрации электролита в дисперсионной среде. Уменьшением содержания ионов можно вызвать пептизацию, т. е. переход геля в золь . [c.51]

Необратимые структуры с жесткими частицами характеризуются прежде всего упругими (внутренними) напряжениями, возникающими в процессе развития самой пространственной структуры. В коагуляционных структурах эти напряжения не сохраняются, полностью релаксируя вследствие подвижности частиц — истинной ползучести, и могут возникать только при уплотнении и высушивании в результате потери пластичности. В кристаллизационных же структурах твердения внутренние напряжения неизбежно возникают. Они определяются кристаллизационными давлениями и механическими свойствами структуры, увеличиваясь с ростом пересыщения, как и вероятность срастания кристалликов возникающей фазы. Внутренние напряжения понижают прочность структуры твердения, поэтому наибольшая прочность развивающейся структуры соответствует некоторой оптимальной (промежуточной) степени пересыщения. [c.146]

Рис. 4 показывает зависимость эффективной вязкости и степени разрушения структуры а от напряжения сдвига в условиях стационарного течения. При достаточно малых напряжениях, ниже некоторой величины, характеризующей прочность пространственной структуры, наблюдается медленное течение, которое можно назвать ползучестью, с постоянной и предельно большой вязкостью. При таком даже очень медленном течении коагуляционная структура разрушается, но успевает вновь восстанавливаться, так что равновесная степень разрушения структуры в таком медленном стационарном потоке является весьма малой, практически неощутимой, что связано с постоянством предельной вязкости г , в этой области малых напряжений сдвига. При даль- [c.21]

Эти положения вполне применимы и к фосфатным вяжущим. В дисперсных системах на их основе при достижении достаточно высокой степени объемной концентрации твердой фазы начинается срастание частиц вследствие -процессов поликонденсации. При этом в фосфатных системах возникают первоначально коагуляционные структуры, предшествующие образованию фазовых кристаллизационных контактов. На этом этапе структурирования фосфатным массам свойственны в соответствии с теорией коагуляционных структур, развитой Ребиндером и Полаком [9 10, с. 122], более низкая прочность по сравнению с кристаллизационными структурами с той же степенью объемного заполнения, ползучесть, а также тиксотропия—способность коллоидных затвердевших структур обратимо разрушаться при механических воздействиях. С этим свойством коагуляционных структур, обусловленным наличием тонких пластифицирующих прослоек связующего в контактах между зернами наполнителя, связана их способность к упругому последействию. Это дает возможность применения для фосфатных цементов разнообразных приемов формования изделий аналогично технологии высокополимерных материалов. [c.19]

При достижении сдвиговым напряжением некоторого значения т шв наступает область медленного вязкопластического течения — ползучести (по Шведову) — в системе с почти неразрушенной структурой (участок П) (см. рис. IX—20). На этом участке сдвиг осуществляется за счет флуктуационного процесса разрушения и последующего восстановления коагуляционных контактов, который под действием приложенных извне напряжений приобретает направленность. Такой механизм ползучести может быть рассмотрен по аналогии с [c.328]

Размеры рассмотренных участков реологической кривой могут быть самыми различными в зависимости от природы системы и условий, при которых проводят испытания механических свойств (например, температуры). В коагуляционных структурах систем с твердой дисперсной фазой предел упругости растет с увеличением концентрации частиц и межчастичного взаимодействия. В этом же наиравлении уменьшается область текучести. Для материалов, имеющих кристаллизационную структуру, например для керамики и бетонов, характерны большая (по напряжениям) гуковская область деформаций и практическое отсутствие области текучести — раньше наступает разрушение материала (хрупкость). Поэтому им не свойственны ни ползучесть, ни тиксотропия. Для полимеров с конденсационной структурой наиболее типичны релаксационные явления, включая проявление эластичности, пластичности и текучести. Доля Гуковской упругости в них возрастает с ростом содержания кристаллической фазы. Наличие области текучести у полимеров объясняют разрушением первоначальной структуры и возникновением определенного ориентирования макромолекул, надмолекулярных образований и кристаллитов. По окончании такой переориентации наблюдается некоторое упрочнение материала, а затем с ростом напряжения материал разруилается. В какой-то степени промежуточными реологическими свойствами между свойствами керамики и полимеров обладают металлы и сплавы. У них меньше области гуковской упругости (по напряжениям), чем [c.380]

Известны случаи, когда предел ползучести, т. е. истинный предел упругости, равен нулю, что означает развитие ползучести с наибольшей постоянной (ньютоновской) вязкостью при сколь угодно малых напряжениях ниже предела текучести, подобно коагуляционным структурам, изученным в суспензиях бентолитовых глин в воде. Это наблюдается в металлических монокристаллах, имеющих ярко выраженную пластичность, вызванную наличием в кристаллической решетке плоскостей скольжения. Остаточные сдвиги развиваются по тем плоскостям скольжения, на которых локализованы дефекты кристаллической структуры, что и определяет размер пачек скольжения. При напряжениях выше предела текучести монокристалла ползучесть переходит в обычную, быстро развивающуюся пластическую деформацию. [c.180]

Пространственные коагуляционные структуры, образованные молекулярным сцеплением беспорядочно расположенных коллоидных частиц, не обнаруживают дальнего порядка в целом, хотя каждая частица как элемент структуры может быть кристалликом малых (коллоидных) размеров. Образование коагуляционного каркаса происходит при сцеплении частиц от соударения в процессе беспорядочного теплового движения. При этом в местах контакта имеются остаточные прослойки дисперсионной среды. Эти гранично-смазочные прослойки, имеющие толщину три —пять молекулярных слоев, обеспечивают обратимость восстановления и разрушения контакта. Наличие прослоек определяют основные особенности коагуляционных структур — тиксотррпию, ползучесть и невысокую прочность. [c.45]

Другую группу коагуляционных структур образуют истинно твердообразные структуры. Именно к ним относятся многие тиксотропные гели даже при очень малом объемном содержании дисперсной фазы, образующиеся, например, в водных суспензиях натриевого бечтонита (при содержании в воде 2,796 по объему и вьппе) и некоторые гели мыл предельных жирных кислот. При достаточно малых напряжениях сдвига до некоторого предела упругости Pft (низшего предела прочности структуры) в них нельая обнаружить текучести (ползучести) возникают лишь уаругие и высокоэластические деформации, соответствующие упругому равновесию. Только выше этого предела с помощью весьма топких приборов может быть обнаружено пластическое течение, соответствующие постоянству пластической (шведов-ской) вязкости, определяемой как [c.16]

Размеры рассмотренных участков реологической кривой могут быть раз.тичными в зависимости от природы системы и условий, при которых проводят опреде.тенпе механических свойств (например, температуры). В коагуляционных структурах систем с твердой дисперсной фазой предел упругости растет с увеличением концентрации частиц и межчастичного взаимодействия. В этом же направлении уменьшается область текучести. Для материалов, имеющих кристаллизационную структуру, например для керамики и бетонов, характерны большая (по напряжениям) гуковская область деформаций и практическое отсутствие области текучести — раньше наступает разрушение материала (хрупкость). Поэтому им не свойственны ни ползучесть, ни тиксотропия. [c.435]

В работах П. А. Ребиндера, Н. Н. Серб-Сербиной и их сотрудников [46, 63, 65, 68, 70, 74] показано, что дисперсии глин в воде образуют коагуляционные структуры — пространственные сетки с различной прочностью. Все механические свойства таких структур прочность, упругость, эластичность, пластичность, вязкость и их тиксотропия объясняются тем, что частички глины по участкам контактов всегда разделены остаточными тонкими прослойками водной среды. Через эти прослойки действуют ван-дер-ва-альсовы силы молекулярного притяжения, резко ослабленные расстоянием. Эти силы и определяют прочность таких коагуляционных структур, сильно пониженную по сравнению с прочностью, достигаемой при той же плотности непосредственным сцеп-лениеА частичек по участкам контактов. Остаточные прослойки водной среды в местах контактов частиц, играющие роль смазочных слоев, определяют вместе с тем и подвижность отдельных элементов структуры, ее пластичность и ползучесть даже при самых малых напряжениях сдвига. [c.29]

Фиксация частиц твердой фазы в жидкой дисперсионной среде на расстояниях ближней или дальнейшей коагуляции тиксотроп-ная обратимость вследствие наличия частиц, способных совершать броуновское движение проявление быстрой и замедленной упругости, ползучести и течение с большой вязкостью, — все эти особенности отличают коагуляционные структуры от всех других типов дисперсных структур. Вместе с тем коагуляционные структуры отличаются резко выраженной зависимостью структурно-механических характеристик от воздействия физико-химических и механических факторов. Примером исключительной чувствительности структурно-механических свойств двухфазных тиксотропных коагуляционных структур к механическим воздействиям является зависимость равновесной эффективной вязкости ц Р) при непрерывном сдвиговом деформировании системы от скорости деформации е — йе1сИ или напряжения сдвига Р. Уровень ц Р) отвечает вполне определенной степени разрушения трехмерного структурного каркаса в условиях деформации системы с заданной скоростью сдвига Ер. [c.18]

Тиксотропия, пониженная прочность, ярко выраженная ползучесть материала являются наиболее характерными свойствами коагуляцион-ных структур. [c.372]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология