a K"n

D K n

Při studiu disperzního procesu bylo zjištěno, že mikrotrhliny vznikají v částici při deformaci na základě defektů v krystalové mřížce. Mezi těmito mikrotrhlinami jsou i takové, jejichž široké části zasahují až k povrchu těla a slepé uličky zůstávají uvnitř těla. Povrchové mikrotrhliny jsou hlavním důvodem poklesu mechanické pevnosti skutečných pevných látek ve srovnání s jejich teoretickou pevností.

8.4.2. Rehbinderův efekt a jeho role v disperzi.

V 1928 P. A. Rebinder to navrhl co v

Základem poklesu mechanických vlastností pevných látek vlivem povrchově aktivních látek je pokles volné povrchové energie a v důsledku toho pokles práce potřebné pro tvorbu nových povrchů.

Destrukce může být považována za proces tvorby nových povrchů, a proto adsorpce povrchově aktivních látek usnadňuje destrukci. Čím nižší je povrchová energie, tím nižší je pevnost pevného tělesa. Povrchovou energii lze snížit pomocí povrchově aktivních látek. Existuje výraz, který stanoví vztah mezi silou a povrchovou energií pro těleso, které má defekt ve formě mikrotrhliny.

Uvažujme pevné těleso - desku (obr. 8.3) jednotkové tloušťky, na kterou působí tahové napětí P. V souladu s Hookovým zákonem vede elastická deformace tělesa k akumulaci elastické energie v něm s hustotou rovnou

	W ovládání

kde E je Youngův modul. Nechť se v tělese objeví souvislá trhlina délky L. V tomto případě v části objemu dochází k poklesu elasticity

Závislost log D (nebo log) na log v souladu s rovnicí

D K n a K " n je přímka, jejíž tangens úhlu sklonu je rovna exponentu n mínus. Hodnota exponentu n v těchto rovnicích závisí na vztahu mezi velikostí částic a vlnovou délkou dopadající světlo, charakterizované parametrem z.

Exponent n v rovnicích

zjištěno na základě turbidimetrických údajů. K tomu experimentálně změřte optickou hustotu systému při různých vlnových délkách a vykreslete závislost v souřadnicích

	lg D lg . Index		určit		tečna	úhel sklonu
	výsledná přímka. Podle hodnoty n			najít odpovídající
	hodnota parametru

vypočítat průměrný poloměr částic zkoumaného rozptýleného systému.

Je třeba poznamenat, že tato metoda, stejně jako Rayleighova rovnice, je použitelná pouze pro „bílé“ soly, tedy pro disperzní systémy, které neabsorbují světlo (metoda je založena pouze na rozptylu světla).

10.8. Světelná mikroskopie.

10.8.1. Světelná mikroskopie.

Rozptyl světla a nefelometrie jsou nepřímé metody

měření velikosti částic na základě optických vlastností disperzních systémů. Nabízí se otázka, zda existují přímé metody, tedy zda je možné koloidní částici vidět. Při pozorování soustavy běžným mikroskopem v procházejícím světle

www.mitht.ru/e-library

Hodnota exponentu n v této rovnici zase závisí na z; Jak se z zvyšuje, hodnota n se snižuje a má tendenci k 2 v limitu pro částice, jejichž poloměr

delší než vlnová délka. Pro malé hodnoty z je Rayleighova rovnice pozorována také pro n 4 .

Na základě Shifrinovy ​​teorie lze velikost částic určit charakteristickým zákalem. K tomu změřte optickou hustotu D řady zředěných roztoků a vypočítejte

	zákal podle rovnice:

Pomocí grafické extrapolace se zjistí charakteristická hodnota zákalu. Dosazením nalezené hodnoty také do vzorce (10.26) se určí hodnota (z).

a podle tabulky hodnota z. Pomocí rovnice (10.24) se vypočítá poloměr částice.

Jak se zvětšuje velikost částic, Rayleighův zákon přestává být dodržován a intenzita rozptýleného světla se stává nepřímo úměrnou vlnové délce na výkon menší než jedna čtvrtina. Pokud je velikost (průměr) částic mezi 1/10 a 1/3 vlnové délky světla a indexy lomu částic a prostředí se příliš neliší, lze k popisu světla použít empirickou rovnici navrženou Hellerem. rozptyl v systému:

D K n a K " n (10,29)

kde K a K" jsou konstanty nezávislé na vlnové délce.

deformace a v důsledku toho pokles hustoty elastické energie. Můžeme přibližně předpokládat, že k takové relaxaci napětí dochází v oblasti velikosti asi l (obr. 8.3), tj. pokles elastické energie uložené v tělese je úměrný druhé mocnině velikosti trhliny:

	E ovládání

Rýže. 8.3. Deska jednotkové tloušťky pod vlivem tahu

napětí P.

Při mechanické disperzi dochází k opačnému procesu - rekombinaci částic, jejíž intenzita se zvyšuje s rostoucím stupněm disperze. Maximální velikost částic,

které lze získat mechanickým broušením - 1 10 6 m. Rekombinace částic může být potlačena použitím inertního ředidla. Tak se získává koloidní síra drcením kosočtverečné síry s přídavkem cukru jako inertního ředidla. K výsledné směsi koloidní síry a cukru se přidá voda a směs se oddělí pomocí dialýzy.

www.mitht.ru/e-library

Nárůst povrchové energie Fsur je úměrný povrchovému napětí a dvojnásobku délky trhlin, protože trhlina má dvě strany.

F povrch ~ 2 l (8,8))

Růst trhliny je zároveň doprovázen nárůstem povrchové energie v důsledku tvorby nového fázového rozhraní o ploše úměrné dvojnásobku délky trhliny. Celková změna energie při vzniku trhliny se rovná součtu změn elastické a povrchové energie:

			P2 l 2

Graficky je závislost změny energie na délce trhliny znázorněna křivkou s maximem (obr. 8.5).

Rýže. 8.5. Závislost změn povrchové energie na délce trhliny.

Pro částice, jejichž velikost nepřesahuje 20 1 vlnové délky

dopadajícího světla, při absenci absorpce světla a sekundárního rozptylu světla platí Rayleighova rovnice.

Pro částice, jejichž velikost je stejná nebo větší než vlnová délka světla, může být stanovení velikosti částic pomocí rozptylu světla provedeno na základě obecné teorie rozptylu světla.

V případě, kdy je poloměr od jedné desetiny do jedné třetiny vlnové délky světla a indexy lomu částic a prostředí se příliš neliší (m 1,5), provádí se stanovení velikosti částic disperzních systémů. za použití metody K. S. Shifrina a I. Ya. Slonima. Podle této metody závisí zákal na parametrech a z takto:

a při C asi 0
[τ ]

kde je zákal systému, cm-1; Cvol – objemový podíl dispergované fáze; – charakteristický zákal.

Při z 2 (tj. r 0,080) lze použít Rayleighovu rovnici

(částice jsou viditelné mikroskopem).

Závislost zákalu na parametru z popisuje rovnice

	τ konst	C asi

www.mitht.ru/e-library

	[τ]lim
	C asi		C rev 0

Velmi vhodným objektem pro studium optických vlastností koloidních systémů jsou latexy, které představují model hydrofobních solů. Jsou to dvoufázové a třísložkové systémy sestávající z polymerních částic ultramikroskopických velikostí suspendovaných v séru - vodném roztoku stabilizátoru. Jako stabilizátor se používají různé povrchově aktivní látky (soli mastných a sulfonových kyselin).

10.7.2. Disperzní systémy, které se neřídí Rayleighovou rovnicí.

Intenzita světla rozptýleného zředěným disperzním systémem, stejně jako úhlové rozložení rozptýleného světla (indikátor rozptylu) závisí na hodnotách dvou bezrozměrných parametrů az. Parametr charakterizuje odchylku vlastností částice od vlastností prostředí a je určen rovnicí

kde m

přístup

indikátor

lom rozptýlených

fáze na index lomu disperzního prostředí.

Parametr z

charakterizuje poměr poloměru částice r k délce

V maximálním bodě je hodnota první derivace funkce rovna

0, tj.

2 dl	2P 2

Tato maximální volná energie odpovídá kritické velikosti trhliny rovné:

l cr ~

Trhliny o velikosti větší než je kritická jsou nestabilní a samovolně zvětšují svou velikost, což vede ke vzniku makroskopické trhliny a destrukci tělesa. Trhliny s velikostí menší než kritická by měly mít tendenci zmenšovat svou velikost (zacelovat).

Výraz (8.11) může být také reprezentován jako:

		E 1/2

Podle tohoto vztahu nejprve získal Griffiths a pojmenoval po něm. Skutečná pevnost P 0 pevného tělesa,

mající trhlinu velikosti l, je úměrná druhé odmocnině povrchové energie a nepřímo úměrná druhé odmocnině délky trhliny. „Teoretická“ síla ideálního těla je

kde b je velikost molekul. Griffithsova rovnice může být také reprezentována jako

www.mitht.ru/e-library

Poměr skutečné a ideální pevnosti pevné látky je tedy určen vztahem mezi velikostí molekul b a velikostí defektu.

Rozbor vztahu mezi mechanickými vlastnostmi a povrchovou energií tedy ukazuje, že změnou hodnoty povrchové energie je možné ovlivňovat pevnost materiálů. Vznik mikrotrhlin pod vlivem vnějších sil lze usnadnit adsorpcí různých látek na povrch těla z prostředí, ve kterém se disperze provádí.

Mohou být adsorbovány elektrolytové ionty, molekuly povrchově aktivních látek a kapalné kovy (například rtuť). Na povrchu se tvoří dvourozměrný plyn. Adsorbované ionty nebo molekuly pronikají do trhlin a mají tendenci roztlačovat mikrotrhliny. Rovněž jsou odstíněny adhezní síly působící mezi povrchy mikrotrhlin. Adsorbovaný pokles pevnosti se nazývá Rehbinderův efekt. Látky, které zvyšují účinnost disperze, se nazývají omezovače tvrdosti. Tento efekt má velký praktický význam nejen v procesech samotné disperze, ale také v procesech vrtání tvrdých hornin a při jemném zpracování kovů.

Do dispergačního zařízení lze zavádět činidla snižující tvrdost ve formě par nebo kapalin. Tato metoda je široce používána při výrobě vysoce disperzního cementu.

Mezi efektivní metody patří mechanická disperze, založená na použití vibračních metod (vystavení vibracím dostatečně vysoké frekvence a nízké

Napišme rovnici v obecném tvaru:

I pr I 0 e k c l

	já pr	e k c l	e τ l
Pojďme se vyjádřit			přes optickou hustotu:
				já pr

Pro disperzní systémy s kulovými částicemi lze Rayleighovu rovnici napsat následovně:

	I diss.		24 π3
			τ λ 4					C o V
				n2 2 n2
kde dissuji -			plnou intenzitu				rozptyl světla 1 cm3

systémy; Cvol – objemový podíl dispergované fáze; V – objem částic, cm3.

Odtud můžete vypočítat objem částic:

kde K
								2n2

Rayleighova rovnice platí pouze pro zředěné roztoky, protože nebere v úvahu sekundární rozptyl světla a interakce mezi částicemi. Pro stanovení velikosti částic je proto nutné najít pro řadu roztoků s různými poměry ředění a extrapolovat hodnotu / C obj. na C 0 .

			A C p
			1 C 1
				ps (12.9)

kde ps je tlak nasycených par při dané teplotě; tlak páry.

p s - relativní

Rovnici pro polymolekulární adsorpční izotermu BET lze snadno zredukovat na lineární formu:

A (1

ze kterého lze sestrojit lineární závislost v souřadnicích / od a určit konstanty C a A∞.

Teorie BET, stejně jako Langmuirova teorie, ukazuje způsob, jak určit specifickou plochu povrchu adsorbentu. Po zjištění A∞ pro páry jednoduchých látek při nízkých teplotách a znalosti plochy obsazené molekulou adsorbentu je snadné vypočítat specifický povrch adsorbentu.

Jako adsorbáty se používají inertní plyny (dusík, argon, krypton atd.), které se vyznačují slabou mezimolekulární interakcí na povrchu adsorbentu, což je v souladu s výchozími předpoklady teorie, a to zajišťuje spolehlivost získané výsledky. Pro zvýšení adsorpce takových plynů se provádí při nízkých teplotách, odtud společný název metody BET - metoda nízkoteplotní adsorpce.

13 Snížení pevnosti adsorpcí. Rebinder efekt

Mnoho technologických procesů začíná drcením a mletím. Jedná se o jeden z nejmasivnějších a energeticky nejnáročnějších provozů moderní techniky. Melou obilí, přeměňují ho na mouku, melou rudu, uhlí a horniny nezbytné pro výrobu cementu a skla. Každý rok se melou miliardy tun surovin, přičemž se spotřebuje obrovské množství elektřiny.

Fenomén adsorpčního vlivu prostředí na mechanické vlastnosti a strukturu pevných látek - Rebinder efekt- objevil akademik Peter Alexandrovič Rebinder v roce 1928. Podstatou tohoto jevu je usnadnění deformace a destrukce pevných látek a samovolný vznik jejich strukturních změn v důsledku poklesu jejich volné povrchové energie při kontaktu s prostředím obsahujícím látky schopné adsorpce na mezifázovém povrchu. Mnoho jevů pozorovaných v přírodě, technologii a vědecko-výzkumné praxi je založeno na Rehbinderově efektu.

V závislosti na chemické povaze pevné látky a prostředí, podmínkách deformace a destrukce struktury pevné látky se Rebinderův efekt může projevovat různými formami: adsorpční plastifikací (usnadnění plastické deformace), adsorpčním snížením pevnosti, popř. spontánní disperze struktury pevné látky. Navzdory rozmanitosti forem projevu lze identifikovat řadu společných rysů charakteristických pro Rehbinderův efekt:

1) Působení médií je velmi specifické: pro každý daný typ pevného tělesa působí pouze určitá specifická média.

2) Změny mechanických vlastností pevných látek lze pozorovat ihned po navázání kontaktu s médiem.

3) K projevení účinku média stačí velmi malá množství.

4) Rehbinderův efekt se projevuje pouze při kombinovaném působení prostředí a mechanického namáhání.

5) Je pozorována zvláštní reverzibilita účinku: po odstranění média se zcela obnoví mechanické vlastnosti původního materiálu.

Tyto vlastnosti odlišují Rehbinderův efekt od jiných možných případů vlivu prostředí na mechanické vlastnosti pevných látek, zejména od procesů rozpouštění a koroze, kdy může dojít k destrukci tělesa vlivem prostředí v absence mechanického namáhání. V druhém případě je obvykle nutné vystavení značnému množství agresivního prostředí.

Snížení adsorpční síly (ADS) je pozorováno v přítomnosti médií, která způsobují silný pokles povrchové energie pevných látek. Nejsilnější účinky způsobují kapalná média, která jsou svou molekulární povahou blízká pevné látce. Pro pevné materiály jsou takovými médii taveniny více tavitelných kovů; pro iontové krystaly a oxidy - voda, roztoky elektrolytů a roztavené soli; pro molekulární nepolární krystaly - uhlovodíky. Mezi četnými médii stejné molekulární povahy je významný pokles pevnosti pevných látek často způsoben látkami, které tvoří jednoduchý eutektický diagram s pevnou látkou s nízkou rozpustností v pevném stavu; Tomu odpovídá malá kladná energie smíchání složek. V systémech s nízkou intenzitou interakce mezi složkami (vzájemná nerozpustnost), stejně jako v případě velmi vysoké vzájemné afinity, zejména pokud složky vstupují do chemické reakce, není APP obvykle pozorován.

Během křehkého lomu je vztah mezi pevností P a povrchovou energií popsán Griffithsovou rovnicí:

, (13.1)

kde E je modul pružnosti pevného tělesa, l je charakteristická velikost defektů v něm existujících nebo vzniklých při předběžné plastické deformaci - embryonální lomové trhliny. V souladu s Griffithsovým vztahem, platným za podmínek křehkého lomu, je poměr pevností materiálu v přítomnosti P A a v nepřítomnosti prostředí P 0 roven druhé odmocnině poměru odpovídajících povrchových energií. : PA/Po = (A/0) 1/2. Při lomu pevných látek v přítomnosti směsí dvou kapalných složek, které se liší adsorpční aktivitou, pevnost klesá tím více, čím vyšší je koncentrace aktivnější složky, která je převážně adsorbována na povrchu lomu.

Porovnáním Griffithsova vztahu s Gibbsovou adsorpční rovnicí (při nízkých koncentracích) Г=-(RT) -1 d/dlnc můžeme přímo vztáhnout adsorpci na sílu P:

Rebinderův efekt umožnil snížit náklady na energii o 20-30% a také získat ultrajemné materiály, například cement se speciálními vlastnostmi. Rehbinderův efekt se využívá i při obrábění kovů, kdy se do řezné kapaliny přidávají povrchově aktivní látky, které snižují pevnost v oblasti působení frézy. Tenzidy jsou široce používány v potravinářském průmyslu: pro

snížení pevnosti při drcení obilí, zlepšení kvality pečeného chleba, zpomalení procesu jeho zatuhnutí; ke snížení lepivosti těstovin, ke zvýšení plastických vlastností margarínu; při výrobě zmrzliny; při výrobě cukrářských výrobků apod.

Představuje adsorpční pokles pevnosti - změnu mechanických vlastností pevných látek v důsledku fyzikálně-chemických procesů způsobujících pokles povrchové (mezifázové) energie tělesa. V případě krystalické pevné látky je kromě snížení povrchové energie pro projevení Rehbinderova efektu důležité i to, že krystal má vady ve struktuře nutné pro iniciaci trhlin, které se pak šíří vlivem prostředí. V polykrystalických pevných látkách jsou tyto defekty hranice zrn: 350. Projevuje se snížením pevnosti a výskytem křehkosti, snížením trvanlivosti a snadnějším rozptylem. Aby se efekt Rebinder projevil, jsou nutné následující podmínky:

• Kontakt pevné látky s kapalným médiem
• Přítomnost tahových napětí

Hlavní charakteristiky, které odlišují Rehbinderův efekt od jiných jevů, jako je koroze a rozpouštění, jsou následující:337:

• rychlý vzhled - ihned po kontaktu těla s okolím
• dostatek nepatrného objemu látky působící na pevné těleso, avšak pouze s doprovodným mechanickým efektem
• navrácení těla do původních vlastností po odstranění média

Příklady efektu Rebinder

Napište recenzi na článek "Rebinder Effect"

Poznámky

Literatura

• Getsov G.G. Kapka seká kámen // Chemie a život. - 1972. - č. 3. - str. 14-16.
• S. V. Grachev, V. R. Baraz, A. A. Bogatov, V. P. Shveikin. "Nauka o fyzikálních materiálech"

Odkazy

• Na youtube

Výňatek popisující efekt Rebinder

– „Do hlavního města naší matky trůnu, Moskvy.
Nepřítel vstoupil do Ruska s velkými silami. Přichází zničit naši drahou vlast,“ četla Sonya pilně tenkým hlasem. Hrabě zavřel oči a poslouchal, na některých místech impulzivně vzdychl.
Natasha seděla natažená a zkoumavě a přímo se dívala nejprve na svého otce, pak na Pierra.
Pierre na sobě cítil její pohled a snažil se neohlížet. Hraběnka nesouhlasně a rozzlobeně zavrtěla hlavou proti každému slavnostnímu projevu manifestu. Ve všech těchto slovech viděla jen to, že nebezpečí hrozící jejímu synovi brzy neskončí. Shinshin složil ústa do posměšného úsměvu a očividně se chystal zesměšnit první věc, která byla předložena k výsměchu: Sonyino čtení, to, co by řekl hrabě, dokonce i samotné odvolání, pokud se nenabízí žádná lepší omluva.
Po přečtení o nebezpečích hrozících Rusku, o nadějích, které panovník vložil do Moskvy, a zejména do slavné šlechty, Sonya s chvějícím se hlasem, který vycházel hlavně z pozornosti, s níž ji naslouchali, přečetla poslední slova: „ Nebudeme váhat stát mezi našimi lidmi.“ v tomto hlavním městě a na jiných místech našeho státu pro konzultaci a vedení všech našich milicí, jak nyní blokují cesty nepřítele, a znovu se organizují, aby ho porazily, ať se objeví kdekoli. Kéž zkáza, do níž si představuje, že nás uvrhne, padne na jeho hlavu, a kéž Evropa osvobozená z otroctví velebí jméno Ruska!
- A je to! - vykřikl hrabě, otevřel vlhké oči a několikrát se zastavil, aby popotahoval, jako by mu k nosu přinášeli láhev silné octové soli. "Prostě mi řekněte, pane, obětujeme všechno a ničeho nelitujeme."
Shinshin ještě nestihl říct vtip, který připravil na hraběcí vlastenectví, když Natasha vyskočila ze sedadla a rozběhla se k otci.
- Jaké kouzlo, tento táta! - řekla, políbila ho a znovu se podívala na Pierra s tou nevědomou koketérií, která se jí vrátila spolu s její animací.
- Tak vlastenecké! - řekl Shinshin.
"Vůbec ne patriot, ale jen..." odpověděla Natasha uraženě. - Všechno je ti k smíchu, ale tohle vůbec vtip není...
- Jaké vtipy! - zopakoval počítání. - Řekni slovo, všichni půjdeme... Nejsme nějací Němci...
"Všimli jste si," řekl Pierre, "že tam stálo: "na schůzku."
-No, k čemu to je...
V té době Péťa, kterému nikdo nevěnoval pozornost, přistoupil k otci a celý červený, lámavým, někdy hrubým, někdy tenkým hlasem řekl:
"Nu, a teď, tati, rozhodně řeknu - a maminko také, cokoli chceš - rozhodně řeknu, že mě pustíš do vojenské služby, protože nemůžu ... to je vše ...
Hraběnka zděšeně zvedla oči k nebi, sepjala ruce a naštvaně se otočila k manželovi.
-Tak jsem souhlasil! - ona řekla.
Ale hrabě se okamžitě vzpamatoval ze svého vzrušení.
"No, dobře," řekl. - Tady je další válečník! Zastavte nesmysly: musíte studovat.
- To není nesmysl, tati. Fedya Obolensky je mladší než já a také přichází, a co je nejdůležitější, stále se nemohu nic naučit, když ... - Péťa se zastavil, zčervenal, až se zpotil, a řekl: - když je vlast v nebezpečí.
- Úplný, úplný, nesmysl...
- Ale sám jsi řekl, že obětujeme všechno.
"Péťo, říkám ti, drž hubu," vykřikl hrabě a ohlédl se na svou ženu, která zbledla a upřenýma očima pohlédla na svého nejmladšího syna.
-A já vám to říkám. Takže Pyotr Kirillovich řekne...
"Říkám ti, že je to nesmysl, mléko ještě nezaschlo, ale on chce na vojenskou službu!" No, dobře, říkám vám,“ a hrabě, který si vzal papíry s sebou, pravděpodobně aby si je znovu přečetl v kanceláři, než si odpočine, odešel z místnosti.
-Pyotr Kirillovich, dobře, pojďme si zakouřit...
Pierre byl zmatený a nerozhodný. Do tohoto stavu ho přivedly Natašiny neobvykle jasné a živé oči, které se na něj neustále dívaly víc než láskyplně.
-Ne, myslím, že půjdu domů...
- Je to jako jít domů, ale chtěl jsi s námi strávit večer... A pak jsi přišel jen zřídka. A tenhle můj...“ řekl hrabě dobromyslně a ukázal na Natashu, „je veselý, jen když jsi poblíž...“
"Ano, zapomněl jsem... určitě musím domů... Co dělat..." řekl Pierre spěšně.
"No, sbohem," řekl hrabě a úplně opustil místnost.
- Proč odcházíš? Proč jsi naštvaný? Proč?..“ zeptala se Natasha Pierra a vyzývavě se mu dívala do očí.

Rebinder efekt

efekt adsorpčního snížení pevnosti pevných látek, usnadňující deformaci a destrukci pevných látek v důsledku reverzibilního fyzikálně-chemického vlivu prostředí. Objevil P. A. Rebinder (1928) při studiu mechanických vlastností krystalů kalcitu a kamenné soli. Možné, když se pevné těleso v namáhaném stavu dostane do kontaktu s kapalným (nebo plynným) adsorpčně aktivním médiem. R, e. velmi univerzální - pozorováno u pevných kovů, iontových, kovalentních a molekulárních mono- a polykrystalických pevných látek, skel a polymerů, částečně krystalizovaných i amorfních, porézních i pevných. Hlavní podmínkou pro projev R. e. - související povaha kontaktních fází (pevné těleso a médium) v chemickém složení a struktuře. Forma a stupeň projevu R. e. závisí na intenzitě meziatomových (mezimolekulárních) interakcí kontaktních fází, velikosti a typu napětí (je vyžadováno tahové napětí), rychlosti deformace a teplotě. Významnou roli hraje vlastní stavba těla - přítomnost dislokací, trhlin, cizích inkluzí atd. Charakteristická forma projevu R. e. - vícenásobné poklesy pevnosti, zvýšená křehkost pevné látky a snížená trvanlivost. Zinkový plech nasáklý rtutí se tedy při zatížení neprohne, ale křehce praskne. Další formou projevu R. e. - plastifikační účinek média na pevné materiály, například vodu na sádru, organické povrchově aktivní látky (viz povrchově aktivní látky) na kovy atd. Termodynamická RE. je způsobena poklesem práce na vytvoření nového povrchu při deformaci v důsledku poklesu volné povrchové energie (Viz Povrchová energie) pevného tělesa vlivem prostředí. Molekulární povaha R. e. spočívá v usnadnění roztržení a přeskupení mezimolekulárních (meziatomových, iontových) vazeb v pevné látce za přítomnosti adsorpčně aktivních a zároveň dostatečně pohyblivých cizích molekul (atomů, iontů). Nejdůležitější oblasti technické aplikace R. e. - usnadnění a zlepšení mechanického zpracování různých (zejména vysoce tvrdých a obtížně obrobitelných) materiálů, regulace procesů tření a opotřebení pomocí maziv (viz Mazací účinek), efektivní získávání drcených (práškových) materiálů, získávání pevných látek a materiálů s danou disperzní strukturou (Viz. Disperzní struktura) a požadovaná kombinace mechanických a dalších vlastností prostřednictvím disagregace a následného zhutnění bez vnitřních pnutí (viz. také Fyzikálně-chemická mechanika). Adsorpčně aktivní prostředí může také způsobit značné škody, například snížením pevnosti a životnosti strojních součástí a materiálů za provozních podmínek. Eliminace faktorů přispívajících k projevu zarudnutí v těchto případech umožňuje chránit materiály před nežádoucími vlivy prostředí.

lit.: Goryunov Yu.V., Pertsov N.V., Summ B.D., Rebinder effect, M., 1966; Rebinder P.A., Shchukin E.D., Povrchové jevy v pevných látkách v procesech jejich deformace a destrukce, „Uspekhi Fizicheskikh Nauk“, 1972, v. 108, v. 1, str. 3.

L. A. Sakra.

Velká sovětská encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978 .

Podívejte se, co je „Efekt Rebinder“ v jiných slovnících:

Snížení pevnosti pevných látek v adsorpčně aktivních médiích (roztoky povrchově aktivních látek, elektrolyty, roztavené soli atd.). Otevřel P. A. Rebinder v roce 1928. Používá se ke zvýšení účinnosti disperze, mletí,... ... Velký encyklopedický slovník

- (adsorpční pokles pevnosti) pokles povrchové (mezifázové) energie vlivem fyz. nebo chem. procesy na povrchu pevných látek, vedoucí ke změně jeho mechanických vlastností. vlastnosti (snížení pevnosti, vznik křehkosti, snížení... ... Fyzická encyklopedie

Snížení pevnosti pevných látek v adsorpčně aktivních médiích (roztoky povrchově aktivních látek, elektrolyty, roztavené soli atd.). Otevřel P. A. Rebinder v roce 1928. Používá se ke zvýšení účinnosti dispergování, mletí, zpracování materiálů řezáním a ... encyklopedický slovník

Rehbinderův efekt (adsorpční pokles pevnosti), změna mechanických vlastností pevných látek vlivem fyzikálně-chemických procesů, které způsobují pokles povrchové (mezifázové) energie tělesa. Projevuje se snížením síly a... ... Wikipedie

Viz Fyzikálně-chemická mechanika... Chemická encyklopedie

Snížení síly televizoru. těles v adsorpčních aktivních médiích (tenzidy, elektrolyty, roztavené soli atd.). Otevřel P. A. Rebinder v roce 1928. Používá se ke zvýšení účinnosti dispergování, mletí, zpracování materiálů řezáním a... ... Přírodní věda. encyklopedický slovník

Hallův efekt- výskyt příčného elektrického pole a potenciálového rozdílu v kovu nebo polovodiči, kterým prochází elektrický proud, je-li umístěn v magnetickém poli kolmo ke směru proudu. Otevřeno pro Američany......

Mössbauerův efekt- rezonanční absorpce γ kvant atomovými jádry, pozorovaná, když je zdrojem a absorbérem γ záření pevné těleso a energie kvant je nízká (150 keV). Někdy se M efektu říká rezonance, absorpce bez zpětného rázu nebo nukleární... Encyklopedický slovník hutnictví

Seebeckův efekt- jev výskytu elektromotorické síly v elektrickém obvodu sestávajícím z různých vodičů, jejichž kontakty mají různé teploty; objevil v roce 1821 německý fyzik T. Seebeck. Elektromotorická síla, ... ... Encyklopedický slovník hutnictví

Bauschingerův efekt- snížení odolnosti kovu nebo slitiny vůči malým plastickým deformacím (například při stlačení) po předběžné deformaci opačného znaménka (při tahu). Monokrystaly čistých kovů mají Bauschingerův efekt... ... Encyklopedický slovník hutnictví

knihy

• Role povrchových jevů ve strukturním a mechanickém chování pevných polymerů, A. L. Volynsky, N. F. Bakeev. Kniha nastiňuje moderní představy o úloze povrchových jevů ve strukturním a mechanickém chování amorfních a krystalických polymerů. Procesy vývoje a léčení jsou považovány...

Pro rovnovážný stav systému byly uvažovány jevy smáčivosti. V podmínkách rezervoáru jsou pozorovány nestabilní procesy probíhající na rozhraní. V důsledku vytlačování oleje vodou se vytváří pohyblivý třífázový smáčecí obvod. Kontaktní úhel se mění v závislosti na rychlosti a směru pohybu kapaliny (kapalný meniskus, obr. 5.5) v kanálech a trhlinách.

Obrázek 5.5 – Schéma změn úhlů smáčení při změně směru pohybu menisku v kapilárním kanálku:  1 – postupování,  2 – ústupové úhly smáčení, když se meniskus voda-olej pohybuje ve válcovém kanálku s hydrofilním povrchem (  – statický úhel smáčení)

Kinetický zvlhčující hystereze je obvyklé nazývat změnu kontaktního úhlu při pohybu po pevném povrchu třífázového smáčecího obvodu. Velikost hystereze závisí na:

na směru pohybu smáčecího obvodu, tzn. o tom, zda je voda vytlačována z pevného povrchu olejem nebo olejem vodou;

rychlost pohybu třífázového rozhraní na pevném povrchu;

drsnost pevného povrchu;

adsorpce na povrchu látek.

Jevy hystereze se vyskytují především na drsných površích a jsou molekulární povahy. Na leštěných površích je hystereze slabá.

5.6 Vlastnosti povrchových vrstev formačních kapalin

O struktuře povrchové vrstvy existují různé předpoklady.

Mnoho výzkumníků studujících strukturu a tloušťku tenkých vrstev kapaliny spojuje tvorbu stěnových vrstev s polarizací molekul a jejich orientací z povrchu pevné látky do vnitřních oblastí kapaliny s tvorbou solvatačních 1 vrstev.

Ropné vrstvy v kontaktu s formačními horninami mají zvláště složitou strukturu, protože interakce povrchově aktivních látek s minerály je velmi různorodá.

Bylo například zjištěno, že činidla používaná ve flotační technologii mohou být fixována na povrchu minerálu jak ve formě běžných trojrozměrných filmů, které tvoří nezávislou fázi na povrchu minerálních částic, tak ve formě povrchové sloučeniny, které nemají specifické složení a netvoří samostatnou nezávislou fázi.

Konečně se činidla mohou koncentrovat v difúzní části elektrické dvojvrstvy a ne na samotném fázovém rozhraní.

Zdá se, že složky povrchově aktivní látky jsou vždy koncentrovány nejen na povrchu, ale také v trojrozměrném objemu v blízkosti rozhraní.

Mnoho výzkumníků se pokusilo změřit tloušťku filmu různých kapalin na pevných látkách. Například podle výsledků měření B. V. Deryagina a M. M. Kusakova je tloušťka smáčecích filmů vodných solných roztoků na různých pevných plochých površích asi 10-5 cm (100 um). Tyto vrstvy se od zbytku kapaliny liší strukturou a mechanickými vlastnostmi – smykovou elasticitou a zvýšenou viskozitou. Bylo zjištěno, že vlastnosti kapaliny v povrchové vrstvě se také mění v důsledku jejího stlačení. Například hustota vody adsorbované silikagelem je podle některých měření 1027-1285 kg/m3.

Adsorpce a související solvatační slupky na fázových rozhraních v ropném ložisku mají také speciální vlastnosti. Některé složky oleje mohou tvořit gelovitě strukturované adsorpční vrstvy (s neobvyklými - anomálními vlastnostmi) s vysokou strukturální viskozitou a při vysokém stupni nasycení adsorpční vrstvy - s elasticitou a mechanickou pevností ve smyku.

Výzkumy ukazují, že složení povrchových vrstev na rozhraní olej-voda zahrnuje naftenové kyseliny, nízkomolekulární pryskyřice, koloidní částice vysokomolekulárních pryskyřic a asfaltenů, parafinové mikrokrystaly a také částice minerálních a uhlíkatých suspenzí. Předpokládá se, že povrchová vrstva na rozhraní olej-voda vzniká v důsledku akumulace minerálních a uhlíkových částic a také parafinových mikrokrystalů vlivem selektivního smáčení hydrofilních oblastí jejich povrchu vodnou fází. Asfaltopryskyřičné látky adsorbované na stejném povrchu rozhraní, přecházející do gelovitého stavu, cementové částice parafínu a minerály do jediné monolitické vrstvy. Povrchová vrstva ještě více zhoustne vlivem solvatizace gelů asfaltopryskyřičných látek z olejové fáze.

Speciální strukturní a mechanické vlastnosti povrchových vrstev určují stabilizaci různých systémů a zejména vysokou stabilitu některých emulzí voda-olej.

Existence adsorpčních vrstev na rozhraní zbytkové vody a oleje má také zjevně určitý zpomalující účinek na procesy mísitelnosti vody vstřikované do nádrže se zbytkovou vodou.

5.7 Klínový efekt tenkých vrstev kapaliny.

Deryaginovy ​​experimenty. Rebinder efekt

Kapalina, která smáčí pevné těleso, pronikající do tenkých trhlin, může hrát roli klínu a roztlačovat jeho stěny, tzn. tenké vrstvy kapaliny mají klínový efekt 2. Tato vlastnost tenkých vrstev se projevuje i při přiblížení pevných povrchů ponořených do kapaliny. Podle výzkumu B. V. Deryagina dochází k zaklínění za předpokladu, že tloušťka vrstvy h kapalina roztlačující povrch trhliny je menší než určitá hodnota h kr. Na h > h kr zaklínovací efekt je nulový a při h < h kr zvyšuje se s klesající tloušťkou vrstvy kapaliny, tj. od okamžiku h ≤ h kr Aby se povrchy částic přiblížily k sobě, musí na ně působit vnější zatížení.

Faktory, které vytvářejí zaklíňovací efekt, jsou síly iontově-elektrostatického původu a zvláštní stav agregace polárních kapalin v blízkosti hraničních ploch.

Již dříve bylo zmíněno, že vlastnosti solvatační vrstvy na povrchu pevné látky se výrazně liší od vlastností zbytku kapaliny. Tuto (solvátovou) vrstvu lze považovat za speciální hraniční fázi. Proto, když se částice přiblíží na vzdálenosti menší než dvojnásobek tloušťky solvatačních vrstev, musí být na částice aplikováno vnější zatížení.

Disjunktní tlak iontově elektrostatického původu vzniká v důsledku změn koncentrace iontů ve vrstvě oddělující částice a v roztoku, který je obklopuje.

Podle výsledků experimentu platí, že čím silnější je vazba mezi kapalinou a povrchy pevného tělesa, tím větší je klínový efekt. Může být zvýšena zavedením povrchově aktivních látek do kapaliny, které jsou dobře adsorbovány povrchem pevné látky. Na tomto jevu je založen efekt Rebinder. Jeho podstata spočívá v tom, že malá množství povrchově aktivních látek způsobují prudké zhoršení mechanických vlastností pevné látky. Adsorpční pokles pevnosti pevných látek závisí na mnoha faktorech. Zesílí, pokud je těleso vystaveno tahovým silám a pokud kapalina dobře smáčí povrch.

Efektu adsorpčního snížení pevnosti se využívá při vrtání studní. Při použití roztoků obsahujících speciálně vybrané povrchově aktivní látky jako proplachovací kapaliny je vrtání v tvrdých horninách znatelně jednodušší.