Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 28 показаны реологические кривые крупно-дисперсной суспензии при различных значениях рН. Исходная суспензия (кривая /) обладает меньшей, чем в
84
предыдущем случае, дилатансией и в области изученных значений скорости деформации и напряжения сдвига в твердообразное состояние не переходит. Аналогично предыдущему случаю, коагуляция приводит к возникновению тиксотропной структуры. Но если при значении рН=2,0 (кривая 2) в области высоких значений Р от-
60
Г 45
30
15
0 3
« \
f ґ ! 3
і 1
4
5 4
/J 2 А 3
1300 2600 Р, дии-см~2
3900
Рис. 27. Зависимость скорости сдвига и вязкости от напряжения сдвига для ереднедисперс-ных суспензий кварцевого стекла при различных значениях их рНа
/-6,5; 2-4,3; 3-НІ.4, 4—0,6
150
100
¦к
50
¦ 1
Г 1 2 >
3 ,
н
г і-V __—<
1300 2600 Р,дин-см~2
390С
Рис. 28. Зависимость скорости сдвига и вязкости от напряжения сдвига для крупяодисперс-ных суспензий кварцевого стекла при различных значениях их рН:
/—5,0; 2—2,0; 3—0,3
мечается незначительная дилатансия суспензии, то при рН = 0,3 она отсутствует. Таким образом, из приведенных данных следует, что в зависимости от степени дила-тансии исходной суспензии и степени ее коагуляции возможно или понизить дилатансию, или полностью ее устранить. При этом, как правило, в области малых значений Р отмечается тиксотропное течение.
85
0,80
072
1
_-0 I
5^ ег\2 ¦ ; I
На !рйс. 29 показана зависимость коэффициента упаковки твердой фазы 6уП шликерной отливки от рН суспензий для их литья.
Как следует из рис. 29, с увеличением степени коагуляции суспензий ниже определенного значения их рН куп отливок резко понижается. Из сопоставления реологических кривых (рис. 27, 28) и зависимости куп— рН
(рис 29) следует, что в области рН, соответству-
о,вв\-1—-^-\-'¦—|-1 ющей высокому значению
куп, отмечается дилатант-ное поведение. По мере коагуляции (понижения рН) показатель &уп, уменьшается и суспензии обнаруживают тиксотроп-но-дилатантное или тик-сотропное поведение.
Таким образом, если в процессе стабилизации, сопровождающемся повышением куп твердой фазы (уменьшением пористости), отмечается падение дилатанеии суспензий (см. рис. 26), то при коагуляции падение дилатанеии сопровождается уменьшением &уп. Однако в первом случае заметна тенденция суспензий к ньютоновскому течению, во втором — к тиксотропному.
Коагуляция стабилизированных суспензий с С„ = = 0,70-г- 0,77, обладающих ньютоновским характером течения, также приводит к возникновению тиксотропной структуры. Тиксотропия при этом в большей степени выражена у суспензий с большей степенью коагуляции.
Если коагуляции подвергать более высококонцентрированные суспензии с существенной дилатансией, то последние приобретают тиксотропно-дилатаятный характер течения. На рис. 30 показаны реологические кривые для крупнодисперсной суспензии с 6^=0,80, характеризуемой способностью к переходу в твердообразное состояние. Кривой 1 соответствует суспензия с исходным рН=5,5, кривой 2 — с добавкой азотной кислоты (рН=3,4). За счет добавки НЫОз происходит частичная коагуляция суспензии, вызывающая ее тиксотропное поведение в области малых значений Р. В дальнейшем
Рис. 29. Зависимость коэффициента упаковки твердой фазы в отливке от рН суспензий кварцевого стекла, полученных: /—суспендироваиием; 2 — одностадийным мокрым помолом
86
обе .суспензии проявляют дилатантные свойства. Причем суспензия с тиксотропно-дилатантным характером течения допускает большие значения 7тах, чем исходная. Последнее свидетельствует о некоторой пластификации суспензии за счет коагуляции, что способствует более свободному передвижению частиц при деформации.
По всей видимости, в процессе деформации систем с тиксотропно-дилатантным характером течения в них параллельно протекает два процесса: разрыв тиксотроп-
160
120
40
0 170
100 80 ' с?- 60 40 20
у 1 \
1 1 1
/ Ь
1 у 'У
— '1 .._____'
1000 8000
Р,дин-см~2
12001'
Рнс. 30. Зависимость скорости сдвига и вязкости крупнодисперсной суспензии кварцевого стекла (0^—0,80) с различными значения рН:
/—5,5 (исходная); 2—3, 4 (с добавкой НШа)
ных связей и ужесточение, вызываемое разрыхлением плотной упаковки. И если на первой стадии деформации (в области малых Р) преобладает тиксотропный харвк-тер течения (дилатантный как бы_ «маскируется»), то на второй стадии —дилатантный.
Влияние концентрации твердой фазы
Вопрос о взаимосвязи концентрации и вязкости суспензий является одним из основных в реологии дисперсных систем. В связи с этим, данный вопрос подвергался многократным теоретическим и экспериментальным исследованиям [123, 147—153]. Предложено множество уравнений, в которых тем или иным образом связаны вязкость и концентрация суспензии.
Некоторые из них имеют следующий вид: Эйнштейна
Ч = Ъ (1 +2,5С„),
Дейбройна и Барджерса
"-Ч-гш?г)-
Кургаева Майклса
Л . 1,25С„ у
\ 1— 0,74 )
где — вязкость суспензии;
