Реологические свойства твердообразных систем

Для всех этих систем имеется значительный предел текучести Рт.

Хрупкое тело разрушается при Р< Рт (предел хрупкости). Деление твердых тел на упругие, пластичные, хрупкие до известной степени условно, т.к. деформация зависит от условий течения, типа Р, времени действия Р и др. факторов.

Пример хрупких – неорганические бетон, керамика;

пластичных – металлы,

для органических полимеров характерно высокоэластичное и вязкотекучее состояние.

Твердообразные системы можно разделить на:

Бингамовские небингамовские

n=1 n<1, - псевдопластическое твердообразное тело

n>1, пластическое дилатантное тело

Общая формула, описывающая течение этих систем, может быть представлена в следующем виде:

Р = Р_т + h¢ ( g¢)ⁿ, (4.14)

их реологические кривые сдвинуты относительно начала координат на Р_т:

3

Р _т р

η 2

Р

Рис. 4.19. Реологические кривые твердообразных тел

Твердообразные и жидкообразные тела отличаются не только наличием Рт, но и поведением при развитии деформации. Для твердообразных тел увеличение напряжения сдвига разрушает тело, а у структурированных жидкостей с ростом нагрузки совершается переход к ньютоновскому течению, отвечающему предельно разрушенной структуре.

Имеетеся множество систем с промежуточными структурно-механическими свойствами.

По реологическим свойствам к бингамовским твердообразным системам можно отнести буровые растворы, масляные краски, зубные пасты с небольшим Рт.

Для типично твердообазных тел характерен большой Рт.

Для твердообразных тел с коагуляционной структурой реологические кривые представлены на рис.4.20:

ƞ

Р_ст Р_т Р_кр Р

Рис.4.20. Реологические кривые твердообразных тел с коагуляционной структурой

При Рст начинается разрушение структуры. После снятия нагрузки до разрушения структура восстанавливается (тиксотропия) в системах со свободной упаковкой. При плотной1 упаковке этого не происходит.

С увеличением прочности структуры увеличивается Р т, а область текучести сужается. Такие системы обладают свойством формуемости, которое используется в керамических производствах.

Реологические свойства твердообразных систем с конденсационно-кристаллизационной структурой

В этих системах течение не является типичным свойством, реологические кривые строят в координатах γ= f(P).

γ

р₁ р₂ р_кр Р

Рис.4.221. Реологические кривые твердообразных тел с конденсационно-кристаллизационной структурой

до р₁ – закон Гука, р₁ – предел упругости

до р₂ – пластическое течение твердообразных систем

р_{кр –} предел прочности, разрушение тела

Размеры участков могут быть самыми различными в зависимости от природы и условий испытания. Для керамики, бетона (кристаллическая структура) – участок до р₁, полимеры с конд. структурой проявляют релаксационные явления, промежуточные свойства наблюдаются у металлов и сплавов.

Лекция10