Материалы и изделия, используемые человеком в его практической деятельности, являются, как правило, твердыми телами, имеющими конденсационно-кристаллизационную структуру (металлы, керамика, бетон и т.д.), а сырье и промежуточные продукты чаще всего представляют собой жидкообразные или твердообразные системы с коагуляционной структурой.
В процессе изготовления материалов и изделий из них, как правило, осуществляется переход от коагуляционных структур к конденсационно-кристаллизационным.
Из схемы (рис. 11.1 ) видно, что переход бесструктурной системы в структурированную коагуляционную является обратимым. В то же время переход структурированной жидкообразной системы в твердообразную необратим.
Следует отметить, что самопроизвольный переход бесструктурной жидкой системы в твердообразную может осуществляться очень медленно. Например, в течение геологических эпох в природе протекает процесс:
3.6.3.
СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Возникновение структур и их характер обычно определяют, измеряя механические свойства систем: вязкость упругость, пластичность, прочность. Поскольку эти свойства связаны со структурой, их называют структурно-механическими.
Структурно-механические свойства систем исследуют методами реологии.
Реология - наука о деформациях и течении материальных систем. Она изучает механические свойства систем по проявлению деформации под действием внешних напряжений.
Термин деформация означает относительное смещение точек системы, при котором не нарушается ее сплошность.
Внешнее напряжение - есть не что иное, как давление Р.
В механике сплошных сред доказывается, что в случае несжимаемых материалов, каковыми являются большинство дисперсных систем, все виды деформации (растяжение, сжатие, кручение и др.) можно свести к основной - деформации сдвига под действием напряжения сдвига Р (= Па). Скорость деформации является скоростью сдвига. Деформацию выражают обычно посредством безразмерных величин . Скорость деформации , где t - время.
Изучая структурно-механические свойства дисперсных систем, можно определить, образуется ли в системе структура и каков ее характер.
СВОБОДНОДИСПЕРСНЫЕ (БЕССТРУКТУРНЫЕ) СИСТЕМЫ
Агрегативно устойчивые золи (бесструктурные системы) подчиняются законам Ньютона, Пуазейля и Эйнштейна.
Закон Ньютона устанавливает связь между скоростью деформации и напряжением сдвига:
где Р - напряжение сдвига, поддерживающее течение жидкости, Па; - деформация (течение) жидкости;
