2.3.1. Вязкость

Под вязкостью понимают ^екучее сопротивление реологического л материалат^::1:Т^ффициент вязкости является мерой сопротивления ' этого материала деформации Г 27, 13] . Точное определение вязкости выводят из модели текучести Ньютона, согласно которой рассматри- ваются два слоя с пленкой жидкости между ними толщиною dn. Вслед- ствие действующего напряжения сдвига г верхний слой перемещается, в то время как нижний остается в покое. Между обоими слоями возни- кает разность скоростей dt>. Отношение разности скоростей dv к толщи- не^слоя dn и есть падение скоросг' сдвига D. Если иметь в виду чисто ньютоновскую текучесть, то D буют пропорционально сдвигающему напряжению Т . Вводя коэффицие *т пропорциональности % , получаем зависимость , ,

_{или ..,-,„ I}

(2.7)

30

где 1 — коэффициент вязкости или вязкость, Па • с; Т — напряжение сдвига, Па; D — градиент скорости сдвига, с^-1.

Вязкость, таким образом, определяет соотношение сила — дефор- мация, в которое включен фактор времени — продолжительность дефор- мирования [28].

2.3.2. Кривые текучести керамических масс

Керамические суспензии или пластичные керамические массы не пока.: зыв1ш)т"пря^

'~~Текучие свойства смеси глинистый минерал—вода удается представить в виде характеристических кривых течения, на которых скорость сдви- га дана в зависимости от напряжения сдвига. Необходимо отметить, что подобные кривые не всегда верно передают процесс течения, потому «то предполагается, что соотношение между скоростью и напряжением сдвига не зависит от времени.

Рассматривая реологические кривые, мо, сно, согласно [20] , в основ- у. злГразличать четырТтапичные кривые теку!ёстиТрис. 278): " "^а^Гкривая 7~на рис.2.8 доказывает чусю ньютоновскую текучесть. •9тз твк'у^сть, при коюрон цглк'щщ скоростчч сдвига является линейной функцией напряжения сдвига, действительна только для ряда коллоид- ных систем (золей), когда имеют дело с действительными ньютонов- скими жидкостями. Указанное соотношение может соблюдаться и для оптимально подобранного текучего шликера;

^бр кривая 2 представляет поведение тела Бингома. Этот процесс теку- чести характерен и для других пластичных керамических масс. Для на- чала процесса текучести необходимо прежде всего определенное напря- жение сдвига, которое обозначается как предел текучести или напря- жение сдвига. Для г язкости дается следующее выражение:

_{i **-(*-}

(2.8)

_%)/а,

где ъ₀ — значение г. редел а текучести; % — см. ниже.

Коллоидная система, удовлетворяющая этому условию, называется гелем;

(в) кривая 3 характерна для тиксотропного материала и приближенно отражает текучее поведение керамического жидкого шликера. Текучее поведение тиксотропного материала характеризуется тем, что скорость сдвига с увеличивающимся напряжением сдвига прогрессивно возрас- тает. Криволинейный рост в начале координат у кривой 3 меньше, чем по кривой Ньютона. Зависимости D ( Г ) соответствует функция высо- кого порядка возрастания D ~ Т _у где п >1. Наряду с зависимостями, соответствующими кривой 2, для пластичных керамических масс могут также встречаться деформационные кривые, аналогичные кривой 3. Тогда говорят о тиксотропном поведении керамической массы скорее как х> псевдоплас ичности [29] . Для кривых, соответствующих типу ■ 3 на рис.2.8, так'{<е еще просматривается наличие предела декучести. В результате обна уживается связь видов текучести по кри ым 2 и 3, что по [29 J им» т место для квазипластической текучести (рис. 2.9), которая часто вст зчается среди пластичных керамических м-г с;

(г) кривая 4 н.. рис. 2.8 наглядно представляет так наз} заемое ди- латантное поведение керамических масс. Скорость сдвига при дилатант-

31

Напряжение

со

(о

«о

Рис. 2.8. Кривые текучести по Муре £20]

1 - ньютоновское течение;

2 - тел Бингама;

3 - тиксотропш е течение;

4 — дилатанти е течение;

ном Цоьсдсш-ш с у ^тчсплч.... *»*.»._х л.|... w^j-.».. -. ..^-^..— --. '_А ----^-

ционально (убывав ). Соответствующий участок ньютоновскс \ кривой проходит сверху кривой 4. <Пила1ангное поведение встречается главным образом для некоторых литейных масс и для "тощих" масс, формуе- мых на ленточных прессах при формовании строительной керамики. Причем, дилатансия проявляется все-таки реже, чем тиксотропия. Дила- тантно реагирующие керамические массы выявляют при испытаниях резким приложением сдвигающего напряжения. Когда действие этого напряжения прекращается или уменьшается, масса становится жид- котекучей. Причина дилатансии керамических масс с большими анизо- тропными частицами [29] или частит ми глинистого минерала с выра- женным двойным слоем р0] состоит е том, что эти частицы при значи- тельной скорости сдвига медленно зыравнивают соответствующие

»

₁

_I

Напряжение сдвига

Рис.2.9. Кривая текучести

квазипластического

поведения [9]

32

I	\1
		! ш
	1 J

₅

I !

Рис. 2.10. Относительная

о

_а

вязкость суспензии

в зависимости

от концентрации и формы

дисперсных частиц [31]

1 - эллипсоид; II - сфера;

_о

0,2

0,6

О,*

Ш — прямая,

соответствующая

Концентрация дисперсной фазы

уравнению Эйнштейна

скоро :ти сдвига и задерживают сдвиг в этом месте. Керамическая масса при этом упрочняется. При медленном же воздействии формообра- зующ> х сил в их массах теряется дилатансия. В аключение необходимо поясш ть также такие понятия, как "структурна* вязкость" и "пластич- ная Ъ9 зкость". О структурной вязко'сти говорят тогда, когда имеется ^о^мческиид^^^^мьтй пяг.твог). а оуг.ттрнчия твердого вещества в жид- ком .юстоянии, причем кривая текучести, как правило, ииш^и^ от ньютоновского поведения и соответствует бингамовой кривой. С обозначением структурной вязкости через %* вступает в силу урав- нение (2.8) для бингамовского течения. Структурная вязкость ч вы- ражает по Эйнштейну [31] то, что вязкость жидкости с повышением содержания твердой фазы увеличивается согласно следующей формуле:

| V**!0+2,*c),' I (2.9)

где с — объемная концентрация твердой фазы в дисперсионной среде.

Фактическая картина изменения вязкости, согласно уравнению 2.9) по [20] , была модифицирована путем учета формы частиц твердой фазы и соединения частит, между собой (рис. 2.10 для исходных частиц эллипсоидальной и сферической форм).

Для материалов, у которых кривая текучести дается нелинг шой зависимостью между скоростью и напряжением сдвига, характерна непостоянная величина вязкости керамической массы. Для таких систем находится прямая линия, проходящая через начало координат и соот- ветствующая пределу текучести. Величина, получаемая отношением на- пряжения сдвига к скорости сдвига, дает пластическую вязкость, одназ- начно зависящую от условий испытания [32].

• ■ f .1 ••'■■■ .1 .

2.4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС,

! ВАЖНЫХ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ

:■ ' '■ 2.4.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖ1 ОСТИ

' А

Определение содер» шия воды в керамических шликерах и пластич- ных массах является .ажным параметром для формования. Ум ныие- ние или превышение технологически оптимального содержанш воды всегда ведет к дефектам формования и тем самым к браку и пою кению качества в производстве. Возрастающее значение методов измерения

! 33

3-467 !