Реотехнологические свойства ВКВС смешанного состава

• Автор: Дороганов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 236 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1.1 еньютоновские дисперсные системы1

1.1.1 Общая характеристика

1.1.2. Виды дилатантных систем

1.1.3. Классификация дилатантных систем.

1.2. Факторы, определяющие дилатантность ВКВС.

1.2.1. Фактор дисперсности

1.2.2. Фактор концентрации

1.2.3. Фактор температуры.

1.2.4. Фактор стабилизации при механическом воздействии.
1.3. Аналитическая оценка неньютоновских дисперсных систем
1.3.1. Уравнения течения и модели дилатантных систем
1.3.2. Способы количественной оценки дилатансии.
1.4. Выводы по обзору литературы
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ЭСПЕРИМЕ1ТАЛЬНЬX ДАННЫХ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
3.1. Подбор уравнения идеального зернового распределения частиц твердой фазы ВКВС.
3.2. Исследование модельной ВКВС
3.3. Исследование модельных систем на основе ВКВС и наполнителя
3.3. Исследование модельных систем на основе суспендированных порошков
3.4. Выводы
4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ДИСПЕРСНОСТИ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВКВС СМЕШАННОГО СОСТАВА
4.1. Основные характеристики исходных ВКВС.
4.2. Изучение дисперсности ВКВС смешанного состава.
4.3. Влияние дисперсности на реологические свойства ВКВС смешанною состава и пористость отливок на их основе
4.4. Выводы
5. ВЫБОР УРАВНЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ ВКВС СМЕШАННОГО СОСТАВА
5.1. Анализ применимости степенного уравнения
5.2. Разработка уравнения течения модельной системы
5.3. Анализ применимости разработанного уравнения при
изменении параметров ВКВС смешанного состава.
5.3.1. Изменение дисперсности ВКВС.
5.3.2. Изменение температуры ВКВС
5.3.3 Изменение электрокинетического потенциала ВКВС.
5.4. Оценка эффективной вязкости ВКВС смешанного состава.
5.5 Выводы.
6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1. Оптимизация зернового состава ВКВС
6.2. Физичесские и термомеханические свойства материалов на
основе смешанных ВКВС
6.3 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Рассмотренная особенность - дилатансия систем со средним содержанием дисперсной фазы и отсутствие расширения при сдвиге - привела к предположению о различных механизмах дилатансии или увеличения вязкости при сдвиге в высоко- и низкоконцентрированных системах. При объяснении дилатансии часто отмечают ряд факторов, действие которых сводится в конечном счете к уменьшению эффективного свободного объема суспензии. Так, в [] дилатансия рассматривается как следствие увеличения в единице объема числа более мелких стабильных частиц, возникающих при пептизацни агрегатов, уменьшение зазора между поверхностями приводит к наложению адсорбционных и двойных ионных слоев, а также определяет более равномерное распределение частиц. В [] указывается на упорядочение системы при дилатантном течении и на снижение доли свободного объема; в [] на необходимость учета толщины защитного слоя, обусловленного стерн-ческим и электростатическим отталкиванием; в [] - на изменение толщины этого слоя в зависимости от значений концентрации твердой фазы и скорости сдвига. Механизм дилатансии, отличный от рассмотренных, отмечен для некоторых полимерных дисперсных систем, обобщенных в книге []. Подобные системы, характеризующиеся достаточно высоким объемным содержанием жидкости, названы квазидилатантными. Они изменяют характер структуры под действием скорости деформации. В состоянии покоя квазиди-лантиые системы образуют коагуляционную структуру в виде компактных агрегатов и содержат несвязанную (незахваченную) жидкость. При приложении напряжения сдвига разрушаются (разрыхляются) компактные агрегаты, образованные из частиц. При этом создаются условия для взаимодействия агрегатов между собой с образованием рыхлой коагуляционной сетки в потоке и чем выше скорость деформации, тем в большей степени разрушаются агрегаты, захватывая ранее не связанную жидкость, что и приводит к росту' вязкости. Таким образом, дилатансия рассмотренных систем объясняется различием в механизмах образования коагуляционной пространственной структуры в покое и в потоке: в покое эта структура компактна, в потоке - разрыхлена. Рассмотренные модели и механизмы дилатансии являются чисто механическими. Дисперсная фаза реальных систем характеризуется как полидисперс-ностъю, так и отличием формы частиц от сферической. С точки зрения коллоидной химии дилатансия обусловлена особенностями взаимодействия дисперсных частиц в деформируемых системах и тесно связана с процессами стабилизации, коагуляции, гелеобразования, пептизации и формирования упорядоченных коллоидных структур []. Рис. Один из предполагаемых механизмов дилатансии связан с теорией и изучением реологических свойств периодических коллоидных структур (ПКС) [], которые могут быть двух типов. Если первый тип структур (ПКС|) возникает вследствие преобладания на дальних расстояниях сил притяжения и такие структуры являются тиксотропными, го второй тип структур (ПКС3), с ограниченным объемом дисперсионной среды, характеризуется превышением сил от-таткивания над силами притяжения, т. ПКСг дисперсные частицы взаимодействуют в “стесненных” условиях, что определяет крупномасштабность упорядочения. Для структур второго типа характерны легкость пептизации, разжижения при добавлении небольшого количества электролита, а при дальнейшем его добавлении - превращение в тнксотропные ГПСС| . Так, при коагуляции ВКВС кварцевого песка, характер течения меняется от исходного дилатантного на тнксотропный характер течения []. Структуры типа ПКСг являются стабилизированными системами благодаря наличию двойных ионных или адсорбционно-сольватных слоев, которые увеличивают "кажущийся" эффективный диаметр частиц дисперсной фазы, и поэтому структуры типа ПКС2 могут возникать и при относительно низких значениях сг []. При этом эффективный объем дисперсной фазы и "свободный" объем дисперсионной среды имеют критические значения. Явление дилатансии характерно для многих сильно заряженных коагуля-ционно устойчивых ионно-стабилизированных суспензий [, ]. В результате анализа парного взаимодействия установлена отчетливая корреляция между высотой потенциального барьера, препятствующего сближению микрообъектов, и дилатансней суспензий [1,].