химический каталог




ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА, раздел коллоид-ной химии, изучающий механические (реологич.) свойства дисперсных систем и материалов, а также влияние среды на разрушение, деформацию и диспергирование твердых и жидких тел. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х. м. возникла в 30-40-х гг. 20 в. и оформилась как самостоят. научная дисциплина в 50-х гг. в основные благодаря работам П. А. Ребиндера. В 1928 им был установлен эффект адсорбционного понижения прочности твердого тела, находящегося в напряженном состоянии вследствие обратимой адсорбции на его поверхности частиц из окружающей среды (эффект Ребиндера). Впоследствии было обнаружено, что поверхностными процессами, приводящими к эффекту Ребиндера, помимо адсорбции, может быть смачивание (особенно твердых тел расплавами, близкими по мол. природе), электрич. заряжение поверхности, химический реакции. К проявлениям эффекта Ребиндера относят, помимо многократного снижения прочности, также хрупкое разрушение металлов в контакте с металлич. расплавом, растрескивание стекол, керамики и горных пород в присутствии воды, разрушение твердых полимерных материалов под влиянием органическое растворителей. Другая форма проявления эффекта Ребиндера - пластифицирующее действие среды на твердые материалы, например воды на гипс, органическое ПАВ на металлы.

Совр. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х. м. развивается на основе представлений об определяющей роли физико-химический явлений на границе раздела фаз - смачивания, адсорбции, адгезии и др.- во всех процессах, обусловленных взаимодействие между частицами дисперсной фазы, в том числе структурообразования (см. Структурообразование в дисперсных системах). Коагуляционные структуры, в которых взаимодействие частиц ограничивается их соприкосновением через прослойку дисперсионной среды, определяют вязкость, пластичность, тиксотропное поведение жидких дисперсных систем, а также зависимость сопротивления сдвигу от скорости течения. Структуры с фазовыми контактами образуются в кристаллич. и аморфных твердых телах и дисперсных материалах при спекании, прессовании, изотермодинамически перегонке, а также при выделении новой высокодисперсной фазы в пересыщенных растворах и расплавах, например в минеральных связующих или полимерных материалах. Мех. характеристики таких тел - прочность, долговечность, износостойкость, упру-го-пластич. свойства и упруго-хрупкое разрушение - обусловлены силами сцепления в контактах, числом контактов (на 1 см2 поверхности раздела фаз), типом контактов, дисперсностью системы и могут изменяться в широких пределах. Так, для глобулярной пористой монодисперсной структуры прочность материала может варьировать от 10 до 108 Н/м2. Возможно образование иерархич. уровней дисперсной структуры: первичные частицы - их агрегаты - флокулы - структурированный осадоколо Сплошные материалы, в частности металлы и сплавы, в рамках представлений ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х. м. рассматриваются как предельный случай полного срастания зерен структуры с фазовыми контактами.

На основе изучения скорости структурообразования, типа возникающих контактов и их прочности ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х. м. разрабатывает способы эффективного, управления структурно-механические свойствами материалов при оптим. сочетании состава среды и механические воздействий. Установлено, что малые добавки ПАВ позволяют при правильном их выборе радикально изменять свойства данной границы раздела фаз в нужном направлении, обеспечивая хорошее сцепление частиц либо, наоборот, ослабляя и преодолевая силы сцепления. Так, в лиофобных системах (стеклянные частицы в углеводородных средах, гидрофобизованные поверхности в полярных жидкостях) свободная энергия в коагуляционных контактах достигает величин порядка 10-6 Дж/см2, а в лиофильных системах (например, гидрофобизованные слоями ПАВ полярные частицы в углеводородной среде) - порядка 10-9 Дж/см2.

Для ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х. м. характерно всестороннее изучение структуравено-реологич. характеристик материалов, в том числе в области нелинейного поведения, при широком варьировании условий (напряженного состояния, температуры, состава среды, пересыщений и т. п.); непосредственное эксперим. изучение элементарных актов при контактных взаимодействиях; разнообразие механические испытаний твердых тел и материалов в активных средах; использование мат. моделирования и численных методов для изучения реологич. CB-B и анализа влияния среды на мол. уровне.

В области практическое разработок ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА-х.м. выделяют след, направления:

1) Получение материалов с заданной структурой и совокупностью механические и физико-химический характеристик; гл. обр. это полимерные материалы, керамика, катализаторы, сорбенты.

2) Применение методов диспергирования и управления реологич. свойствами среды в гетерогенных химико-технол. процессах, например при производстве бумаги, в текстильной и лакокрасочной промышлености, при получении теста и кондитерских масс, при гидротранспорте высококонцентрир. дисперсных жидкостей, затворении цементного раствора, подготовке асфальтобетонов, формовочных земель, составлении композиций в порошковой металлургии, топливных композиций, закреплении фунтов.

3) Выяснение условий проявления эффекта Ребиндера для облегчения обработки металла резанием, бурения твердых горных пород (в частности, при проходке туннелей), измельчении руды перед обогащением, тонкого диспергирования цементного клинкера. Адсорбционно-активная среда может наносить и существ. вред, поэтому важно устанавливать вредное влияние среды и предотвращать снижение долговечности деталей машин и материалов в условиях эксплуатации.

4) Оптимизация контактных взаимодействие при сцеплении поверхностей при обработке металлов давлением, в условиях граничного трения и износа узлов в машинах, механизмах и приборах, а также оптимизация смазочного действия, формования покрытий и пр.

Литература: Физико-химическая механика дисперсных структур, M., 1966; Успехи коллоидной химии, M., 1973; Ребиндер П. А., Избранные труды, т. 2, M., 1979; Щукин Е.Д., ПерцовА.В., Амелина Е.А., Коллоидная химия, M., 1982; Физико-химическая механика природных дисперсных систем, M., 1985; Успехи коллоидной химии, Таш., 1987; Поверхностные пленки воды в дисперсных структурах, M., 1988; У r ь ев H. Б., Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов, M,, 1988.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
http://help-holodilnik.ru/remont_model_165.html
мультирум системы
шкафы абонентские
магазин зеркал в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.07.2017)