Дилатансия (от лат. dilate - расширяю), изменение объема материала при сдвиговой деформации. Для большинства высококонцентрир. дисперсных систем (преим. высоконаполненных твердой фазой) наблюдается увеличение объема системы (положит. дилатансия). Примерами таких систем могут служить песчаные грунты, концентрир. водные дисперсии глинозема, минеральных вяжущих, бетонных смесей, глин, крахмала. диоксида титана. латекса, дисперсии железа в ССl4. Если изменение объема ограничено, сдвиговая деформация системы сопровождается ростом касат. напряжений и, соотв., сдвиговой вязкости т. наз. реопексия. Иногда встречается и отрицат. дилатансия уменьшение объема материала при его сдвиговой деформации. Такая дилатансия
обнаружена у губчатой резины. металлич. монокристаллов. некоторых видов глин и глинистых грунтов, асфальта. Для ряда дисперсных систем, например, битумов с минеральным наполнителем. водных дисперсий аэросила. обнаружена дилатансия при наложении вибрации в процессе непрерывного сдвигового деформирования. Это явление получило назв. вибродилатансии.
Положит. дилатансия обусловлена главным образом тем, что при высоком объемном содержании твердой дисперсной фазы увеличивается число контактов между частицами и уменьшается доля "своб. объема", заполненного дисперсионной средой. Сдвиговая деформация таких систем возможна при условии перемещения частиц в направлении, нормальном к направлению сдвига, т. е. при условии увеличения объема системы. Дилатансия сравнительно малоконцентрир. дисперсий м. б. вызвана, кроме того, сильной анизотропией частиц и их разворотом при деформировании до ориентации в направлении сдвига; по-видимому, это является причиной дилатансии некоторых видов глин, водных дисперсий пентоксида ванадия, хризотилового асбеста и др.
Реопексия - возрастание вязкости (и напряжения сдвига) обусловлена структурированием дисперсной системы в процессе сдвигового деформирования с малой скоростью. Обнаруживается в водных суспензиях гипса, пятиокиси ванадия и др. Если скорость деформирования увеличивается, образовавшаяся структура может разрушиться и эффективная вязкость системы снижается по мере роста скорости деформирования. В отличие от реопексии, дилатансия высоконаполненных систем м. б. не связана со структурообразованием.
Дилатансия необходимо учитывать в технол. процессах, связанных с переработкой дисперсных систем, при перемешивании бетонных смесей, формовании изделий из наполненных пластмасс, трубопроводном гидротранспорте водоугольных дисперсий и др.
Термин "дилатансия" введен О. Рейнольдсом (1885); подробно явление изучено М. Рейнером.
Лит.: Рейнер М., Деформация и течение. Введение в реологию, пер. с англ., М., 1963; его же. Реология, пер. с англ., М., 1965; Уилкинсон У. Л., Неньютоновские жидкости, пер. с англ., под ред. А. В. Лыкова, М., 1964; Урьев Н. Б., Высококонцентрированные дисперсные системы, М., 1980; Ефремов И. Ф., "Успехи химии", 1982, т. 51, № 2, с. 285-310. © Н.Б. Урьев.
|
