a K"n

D K n

Pri štúdiu disperzného procesu sa zistilo, že mikrotrhlinky vznikajú v častici počas deformácie na základe defektov v kryštálovej mriežke. Medzi týmito mikrotrhlinami sú aj také, ktorých široké časti siahajú až k povrchu tela a slepé uličky zostávajú vo vnútri tela. Povrchové mikrotrhliny sú hlavným dôvodom poklesu mechanickej pevnosti skutočných pevných látok v porovnaní s ich teoretickou pevnosťou.

8.4.2. Rehbinderov efekt a jeho úloha v disperzii.

IN 1928 P. A. Rebinder to navrholčo v

Základom poklesu mechanických vlastností pevných látok vplyvom povrchovo aktívnych látok je zníženie voľnej povrchovej energie a v dôsledku toho zníženie práce potrebnej na vytvorenie nových povrchov.

Deštrukciu možno považovať za proces tvorby nových povrchov, a preto adsorpcia povrchovo aktívnych látok uľahčuje deštrukciu. Čím nižšia je povrchová energia, tým nižšia je pevnosť pevného telesa. Povrchová energia môže byť znížená použitím povrchovo aktívnych látok. Existuje výraz, ktorý stanovuje vzťah medzi silou a povrchovou energiou pre teleso, ktoré má defekt vo forme mikrotrhliny.

Uvažujme pevné teleso - dosku (obr. 8.3) jednotkovej hrúbky, na ktorú pôsobí ťahové napätie P. V súlade s Hookovým zákonom elastická deformácia tela vedie k akumulácii elastickej energie v tele s hustotou rovnajúcou sa

	W ovládanie

kde E je Youngov modul. Nech sa v telese objaví súvislá trhlina dĺžky L. V tomto prípade v časti objemu dochádza k poklesu elasticity

Závislosť log D (alebo log) od log v súlade s rovnicou

D K n a K " n je priamka, ktorej dotyčnica uhla sklonu sa rovná exponentu n mínus. Hodnota exponentu n v týchto rovniciach závisí od vzťahu medzi veľkosťou častíc a vlnovou dĺžkou dopadajúce svetlo, charakterizované parametrom z.

Exponent n v rovniciach

zistené na základe turbidimetrických údajov. Za týmto účelom experimentálne zmerajte optickú hustotu systému pri rôznych vlnových dĺžkach a vyneste závislosť do súradníc

	lg D lg . Index		určiť		dotyčnica	uhol sklonu
	výsledná priamka. Podľa hodnoty n			nájsť zodpovedajúce
	hodnota parametra

vypočítajte priemerný polomer častíc skúmaného rozptýleného systému.

Treba poznamenať, že táto metóda, podobne ako Rayleighova rovnica, je použiteľná iba pre „biele“ sóly, to znamená pre rozptýlené systémy, ktoré neabsorbujú svetlo (metóda je založená iba na rozptyle svetla).

10.8. Svetelná mikroskopia.

10.8.1. Svetelná mikroskopia.

Rozptyl svetla a nefelometria sú nepriame metódy

merania veľkosti častíc založené na optických vlastnostiach disperzných systémov. Vynára sa otázka, či existujú priame metódy, teda či je možné vidieť koloidnú časticu. Pri pozorovaní sústavy bežným mikroskopom v prechádzajúcom svetle

www.mitht.ru/e-library

Hodnota exponentu n v tejto rovnici zase závisí od z; Keď sa z zvyšuje, hodnota n klesá, pričom v limite pre častice s polomerom má tendenciu k 2

dlhšia ako vlnová dĺžka. Pre malé hodnoty z sa Rayleighova rovnica pozoruje aj pre n 4 .

Na základe Shifrinovej teórie možno veľkosť častíc určiť podľa charakteristického zákalu. Na tento účel zmerajte optickú hustotu D série zriedených roztokov a vypočítajte

	zákal podľa rovnice:

Pomocou grafickej extrapolácie sa zistí charakteristická hodnota zákalu. Dosadením zistenej hodnoty aj do vzorca (10.26) sa určí hodnota (z).

a podľa tabuľky hodnota z. Pomocou rovnice (10.24) sa vypočíta polomer častice.

Keď sa veľkosť častíc zväčší, Rayleighov zákon prestane byť dodržaný a intenzita rozptýleného svetla sa stane nepriamo úmernou vlnovej dĺžke s výkonom menšom ako jedna štvrtina. Ak je veľkosť (priemer) častíc medzi 1/10 a 1/3 vlnovej dĺžky svetla a indexy lomu častíc a média sa veľmi nelíšia, na opis svetla sa môže použiť empirická rovnica navrhnutá Hellerom. rozptyl v systéme:

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

kde K a K" sú konštanty nezávislé od vlnovej dĺžky.

deformácia, a teda zníženie hustoty elastickej energie. Môžeme približne predpokladať, že k takémuto uvoľneniu napätia dochádza v oblasti veľkosti okolo l (obr. 8.3), t.j. pokles elastickej energie uloženej v tele je úmerný druhej mocnine veľkosti trhliny:

	E ovládanie

Ryža. 8.3. Doska jednotkovej hrúbky pod vplyvom ťahu

napätie P.

Pri mechanickej disperzii dochádza k opačnému procesu - rekombinácii častíc, ktorej intenzita sa zvyšuje so zvyšujúcim sa stupňom disperzie. Maximálna veľkosť častíc,

ktoré možno získať mechanickým brúsením - 1 10 6 m. Rekombinácia častíc môže byť potlačená použitím inertného riedidla. Takto sa získava koloidná síra drvením kosoštvorcovej síry s prídavkom cukru ako inertného riedidla. K výslednej zmesi koloidnej síry a cukru sa pridá voda a zmes sa oddelí dialýzou.

www.mitht.ru/e-library

Nárast povrchovej energie Fsur je úmerný povrchovému napätiu a dvojnásobku dĺžky trhlín, keďže trhlina má dve strany.

F povrch ~ 2 l (8,8))

Rast trhliny je zároveň sprevádzaný nárastom povrchovej energie v dôsledku tvorby nového fázového rozhrania s plochou úmernou dvojnásobku dĺžky trhliny. Celková zmena energie pri tvorbe trhlín sa rovná súčtu zmien elastických a povrchových energií:

			P2 l 2

Graficky je závislosť zmeny energie od dĺžky trhliny znázornená krivkou s maximom (obr. 8.5).

Ryža. 8.5. Závislosť zmien povrchovej energie od dĺžky trhliny.

Pre častice, ktorých veľkosť nepresahuje 20 1 vlnovej dĺžky

dopadajúceho svetla, pri absencii absorpcie svetla a sekundárneho rozptylu svetla platí Rayleighova rovnica.

Pre častice, ktorých veľkosť je rovnaká alebo väčšia ako vlnová dĺžka svetla, je možné určiť veľkosť častíc rozptylom svetla na základe všeobecnej teórie rozptylu svetla.

V prípade, že polomer je od jednej desatiny do jednej tretiny vlnovej dĺžky svetla a indexy lomu častíc a média sa príliš nelíšia (m 1,5), vykoná sa stanovenie veľkosti častíc rozptýlených systémov. použitím metódy K. S. Shifrina a I. Ya Slonima. Podľa tejto metódy závisí zákal od parametrov az takto:

a pri C asi 0
[τ ]

kde je zákal systému, cm-1; Cvol – objemový podiel dispergovanej fázy; – charakteristický zákal.

Pri z2 (t.j. r 0,080) možno použiť Rayleighovu rovnicu

(častice sú viditeľné cez mikroskop).

Závislosť zákalu od parametra z popisuje rovnica

	τ konšt	C asi

www.mitht.ru/e-library

	[τ]lim
	C asi		C rev 0

Veľmi vhodným objektom na štúdium optických vlastností koloidných systémov sú latexy, ktoré predstavujú model hydrofóbnych sólov. Sú to dvojfázové a trojzložkové systémy pozostávajúce z polymérnych častíc ultramikroskopických veľkostí suspendovaných v sére - vodnom roztoku stabilizátora. Ako stabilizátor sa používajú rôzne povrchovo aktívne látky (soli mastných a sulfónových kyselín).

10.7.2. Disperzné systémy, ktoré sa neriadia Rayleighovou rovnicou.

Intenzita svetla rozptýleného zriedeným disperzným systémom, ako aj uhlové rozloženie rozptýleného svetla (indikátor rozptylu) závisia od hodnôt dvoch bezrozmerných parametrov az. Parameter charakterizuje odchýlku vlastností častice od vlastností média a je určený rovnicou

kde m

Postoj

indikátor

lom rozptýlených

fázy na index lomu disperzného prostredia.

Parameter z

charakterizuje pomer polomeru častice r k dĺžke

V maximálnom bode sa hodnota prvej derivácie funkcie rovná

0, t.j.

2 dl	2P 2

Táto maximálna voľná energia zodpovedá kritickej veľkosti trhliny rovnajúcej sa:

l cr ~

Trhliny s veľkosťou väčšou ako je kritická sú nestabilné a spontánne zväčšujú svoju veľkosť, čo vedie k vzniku makroskopickej trhliny a deštrukcii telesa. Trhliny s veľkosťou menšou ako kritická by mali mať tendenciu zmenšovať svoju veľkosť (zaceliť).

Výraz (8.11) môže byť reprezentovaný aj ako:

		E 1/2

Podľa tohto vzťahu prvýkrát získal Griffiths a pomenovaný po ňom. skutočná pevnosť P 0 pevného telesa,

s trhlinou veľkosti l je úmerná druhej odmocnine povrchovej energie a nepriamo úmerná druhej odmocnine dĺžky trhliny. „Teoretická“ sila ideálneho tela je

kde b je veľkosť molekúl. Griffithsova rovnica môže byť tiež reprezentovaná ako

www.mitht.ru/e-library

Pomer skutočnej a ideálnej pevnosti pevnej látky je teda určený vzťahom medzi veľkosťou molekuly b a veľkosťou defektu.

Analýza vzťahu medzi mechanickými vlastnosťami a povrchovou energiou teda ukazuje, že zmenou hodnoty povrchovej energie je možné ovplyvniť pevnosť materiálov. Vývoj mikrotrhlín pod vplyvom vonkajších síl môže byť uľahčený adsorpciou rôznych látok na povrchu tela z média, v ktorom sa disperzia uskutočňuje.

Môžu sa adsorbovať ióny elektrolytov, molekuly povrchovo aktívnych látok a tekuté kovy (napríklad ortuť). Na povrchu sa tvorí dvojrozmerný plyn. Adsorbované ióny alebo molekuly prenikajú do trhlín a majú tendenciu roztláčať mikrotrhliny. Tienené sú aj adhézne sily pôsobiace medzi povrchmi mikrotrhlín. Adsorbovaný pokles pevnosti sa nazýva Rehbinderov efekt. Látky, ktoré zvyšujú účinnosť disperzie, sa nazývajú činidlá znižujúce tvrdosť. Tento efekt má veľký praktický význam nielen pri samotných procesoch disperzie, ale aj pri procesoch vŕtania tvrdých hornín a pri jemnom spracovaní kovov.

Reduktory tvrdosti môžu byť zavedené do dispergačného zariadenia vo forme pár alebo kvapalín. Táto metóda je široko používaná pri výrobe vysoko disperzného cementu.

Medzi efektívne metódy patrí mechanická disperzia založená na použití vibračných metód (vystavenie vibráciám dostatočne vysokej frekvencie a nízkej

Napíšme rovnicu vo všeobecnom tvare:

I pr I 0 e k c l

	I pr	e k c l	e τ l
Vyjadrime sa			cez optickú hustotu:
				I pr

Pre disperzné systémy so sférickými časticami možno Rayleighovu rovnicu zapísať takto:

	I diss.		24 π3
			τ λ 4					C o V
				n2 2 n2
kde hádžem -			plná intenzita				rozptyl svetla 1 cm3

systémy; Cvol – objemový podiel dispergovanej fázy; V – objem častíc, cm3.

Odtiaľ môžete vypočítať objem častíc:

kde K
								2n2

Rayleighova rovnica platí len pre zriedené roztoky, pretože neberie do úvahy sekundárny rozptyl svetla a interakcie medzi časticami. Preto na určenie veľkosti častíc je potrebné nájsť pre množstvo roztokov s rôznymi pomermi riedenia a extrapolovať hodnotu / C obj. na C 0 .

			A C p
			1 C 1
				ps (12,9)

kde ps je tlak nasýtených pár pri danej teplote; tlak pary.

p s - príbuzný

Rovnicu pre polymolekulárnu adsorpčnú izotermu BET možno ľahko zredukovať na lineárnu formu:

A (1

z ktorej môžete zostrojiť lineárnu závislosť v súradniciach / od a určiť konštanty C a A∞.

Teória BET, podobne ako Langmuirova teória, ukazuje spôsob, ako určiť špecifickú plochu povrchu adsorbentu. Po zistení A∞ pre pary jednoduchých látok pri nízkych teplotách a poznaní plochy obsadenej molekulou adsorbenta je ľahké vypočítať špecifický povrch adsorbenta.

Ako adsorbáty sa používajú inertné plyny (dusík, argón, kryptón a pod.), ktoré sa vyznačujú slabou medzimolekulovou interakciou na povrchu adsorbentu, čo je v súlade s východiskovými predpokladmi teórie, a to zaisťuje spoľahlivosť získané výsledky. Aby sa zvýšila adsorpcia takýchto plynov, vykonáva sa pri nízkych teplotách, odtiaľ je všeobecný názov metódy BET - metóda nízkoteplotnej adsorpcie.

13 Zníženie sily adsorpcie. Rebinder efekt

Mnoho technologických procesov začína drvením a mletím. Ide o jednu z najmasívnejších a energeticky najnáročnejších operácií modernej techniky. Mlejú obilie, menia ho na múku, melú rudu, uhlie a horniny potrebné na výrobu cementu a skla. Každý rok sa melú miliardy ton surovín, pričom sa míňajú obrovské množstvá elektriny.

Fenomén adsorpčného vplyvu prostredia na mechanické vlastnosti a štruktúru tuhých látok - Rebinder efekt- objavil akademik Peter Alexandrovič Rebinder v roku 1928. Podstatou tohto javu je uľahčenie deformácie a deštrukcie pevných látok a samovoľný vznik štrukturálnych zmien v nich v dôsledku poklesu ich voľnej povrchovej energie pri kontakte s prostredím obsahujúcim látky schopné adsorpcie na medzifázovom povrchu. Mnohé javy pozorované v prírode, technike a vedecko-výskumnej praxi sú založené na Rehbinderovom efekte.

V závislosti od chemickej povahy tuhej látky a prostredia, podmienok deformácie a deštrukcie štruktúry tuhej látky sa Rebinderov efekt môže prejaviť v rôznych formách: adsorpčná plastifikácia (uľahčenie plastickej deformácie), adsorpčné zníženie pevnosti, príp. spontánna disperzia štruktúry tuhej látky. Napriek rôznym formám prejavu možno identifikovať množstvo spoločných znakov charakteristických pre Rehbinderov efekt:

1) Pôsobenie médií je veľmi špecifické: pre každý daný typ pevného telesa pôsobia len určité špecifické médiá.

2) Zmeny mechanických vlastností pevných látok možno pozorovať ihneď po kontakte s médiom.

3) Na prejavenie účinku média stačia veľmi malé množstvá.

4) Rehbinderov efekt sa prejaví až pri kombinovanom pôsobení prostredia a mechanického namáhania.

5) Pozoruje sa zvláštna reverzibilita účinku: po odstránení média sa úplne obnovia mechanické vlastnosti pôvodného materiálu.

Tieto znaky odlišujú Rehbinderov efekt od iných možných prípadov vplyvu prostredia na mechanické vlastnosti pevných látok, najmä od procesov rozpúšťania a korózie, kedy môže dôjsť k deštrukcii telesa vplyvom prostredia v absencia mechanického namáhania. V druhom prípade je zvyčajne potrebné vystavenie značnému množstvu agresívneho prostredia.

Zníženie adsorpčnej sily (ADS) sa pozoruje v prítomnosti médií, ktoré spôsobujú silný pokles povrchovej energie pevných látok. Najsilnejšie účinky sú spôsobené kvapalnými médiami, ktoré sú svojou molekulárnou povahou blízke pevnej látke. Pre pevné materiály sú takými médiami taveniny viac taviteľných kovov; pre iónové kryštály a oxidy - voda, roztoky elektrolytov a roztavené soli; pre molekulárne nepolárne kryštály - uhľovodíky. Medzi mnohými médiami rovnakej molekulovej povahy je výrazný pokles pevnosti pevných látok často spôsobený látkami, ktoré tvoria jednoduchý eutektický diagram s pevnou látkou s nízkou rozpustnosťou v tuhom stave; Tomu zodpovedá malá pozitívna energia miešania zložiek. V systémoch s nízkou intenzitou interakcie medzi zložkami (vzájomná nerozpustnosť), ako aj v prípade veľmi vysokej vzájomnej afinity, najmä ak zložky vstupujú do chemickej reakcie, sa APP zvyčajne nepozoruje.

Počas krehkého lomu je vzťah medzi pevnosťou P a povrchovou energiou opísaný Griffithsovou rovnicou:

, (13.1)

kde E je modul pružnosti tuhého telesa, l je charakteristická veľkosť defektov v ňom existujúcich alebo vznikajúcich pri predbežnej plastickej deformácii - embryonálne lomové trhliny. V súlade s Griffithsovým vzťahom platným v podmienkach krehkého lomu sa pomer pevností materiálu v prítomnosti P A a v neprítomnosti média P 0 rovná druhej odmocnine pomeru zodpovedajúcich povrchových energií. : PA/Po = (A/0) 1/2. Pri lomu pevných látok v prítomnosti zmesí dvoch kvapalných zložiek, ktoré sa líšia adsorpčnou aktivitou, sa pevnosť znižuje tým viac, čím vyššia je koncentrácia aktívnejšej zložky, ktorá je prevažne adsorbovaná na povrchu lomu.

Porovnaním Griffithsovho vzťahu s Gibbsovou adsorpčnou rovnicou (pri nízkych koncentráciách) Г=-(RT) -1 d/dlnc môžeme priamo spojiť adsorpciu so silou P:

Efekt Rebinder umožnil znížiť náklady na energiu o 20-30%, ako aj získať ultrajemné materiály, napríklad cement so špeciálnymi vlastnosťami. Rehbinderov efekt sa využíva aj pri obrábaní kovov, kedy sa do reznej kvapaliny pridávajú povrchovo aktívne látky, ktoré znižujú pevnosť v oblasti pôsobenia frézy. Povrchovo aktívne látky sú široko používané v potravinárskom priemysle: pre

zníženie pevnosti pri drvení obilia, zlepšenie kvality pečeného chleba, spomalenie procesu jeho zatvrdnutia; na zníženie lepivosti cestovín, na zvýšenie plastických vlastností margarínu; pri výrobe zmrzliny; pri výrobe cukrárskych výrobkov a pod.

Predstavuje adsorpčný pokles pevnosti - zmenu mechanických vlastností pevných látok v dôsledku fyzikálno-chemických procesov spôsobujúcich pokles povrchovej (medzifázovej) energie telesa. V prípade kryštalickej pevnej látky je okrem zníženia povrchovej energie pre prejavenie Rehbinderovho efektu dôležité aj to, že kryštál má defekty v štruktúre potrebné na iniciáciu trhlín, ktoré sa následne šíria vplyvom napr. prostredie. V polykryštalických tuhých látkach sú takéto defekty hranice zŕn: 350. Prejavuje sa znížením pevnosti a výskytom krehkosti, znížením trvanlivosti a ľahším rozptýlením. Aby sa objavil efekt Rebinder, sú potrebné nasledujúce podmienky:

• Kontakt tuhej látky s kvapalným médiom
• Prítomnosť ťahových napätí

Hlavné charakteristiky, ktoré odlišujú Rehbinderov efekt od iných javov, ako je korózia a rozpúšťanie, sú tieto:337:

• rýchly vzhľad - ihneď po kontakte tela s prostredím
• dostatok nepatrného objemu látky pôsobiacej na pevné teleso, ale len so sprievodným mechanickým účinkom
• návrat tela do jeho pôvodných charakteristík po odstránení média

Príklady efektu Rebinder

Napíšte recenziu na článok "Rebinder Effect"

Poznámky

Literatúra

• Getsov G.G. Kvapka dláto kameň // Chémia a život. - 1972. - č.3. - s. 14-16.
• S. V. Grachev, V. R. Baraz, A. A. Bogatov, V. P. Shveikin. "Veda o fyzikálnych materiáloch"

Odkazy

• na YouTube

Výňatok popisujúci efekt Rebinder

– „Do nášho hlavného mesta trónu, Moskvy.
Nepriateľ vstúpil do Ruska s veľkými silami. Prichádza zničiť našu drahú vlasť,“ čítala Sonya usilovne tenkým hlasom. Gróf, zavrel oči, počúval a na niektorých miestach impulzívne vzdychal.
Natasha sedela natiahnutá a skúmavo a priamo hľadela najprv na svojho otca, potom na Pierra.
Pierre na sebe cítil jej pohľad a snažil sa nepozerať späť. Grófka nesúhlasne a nahnevane pokrútila hlavou proti každému slávnostnému vyjadreniu manifestu. Vo všetkých týchto slovách videla len to, že nebezpečenstvá hroziace jej synovi sa tak skoro neskončia. Shinshin, skladajúci ústa do posmešného úsmevu, sa očividne chystal zosmiešniť prvú vec, ktorá bola predložená na posmech: Sonyino čítanie, to, čo by povedal gróf, dokonca aj samotné odvolanie, ak sa nenaskytla lepšia výhovorka.
Keď Sonya čítala o nebezpečenstvách hroziacich Rusku, o nádejach, ktoré panovník vložil do Moskvy, a najmä do slávnej šľachty, s chvejúcim sa hlasom, ktorý vychádzal najmä z pozornosti, s ktorou ju počúvali, prečítala posledné slová: „ Nebudeme váhať stáť medzi našimi ľuďmi.“ v tomto hlavnom meste a na iných miestach nášho štátu na poradu a vedenie všetkých našich milícií, ktoré teraz blokujú cesty nepriateľa a opäť sa organizujú, aby ho porazili, kdekoľvek sa objaví. Nech skaza, do ktorej si predstavuje, že nás uvrhne, padne na jeho hlavu a nech Európa, oslobodená z otroctva, zvelebuje meno Ruska!
- To je všetko! - vykríkol gróf, otvoril vlhké oči a niekoľkokrát sa zastavil od smrkania, ako keby mu k nosu priniesli fľašu silnej octovej soli. "Len mi povedz, pane, obetujeme všetko a nič neľutujeme."
Shinshin ešte nestihol povedať vtip, ktorý pripravil pre grófov patriotizmus, keď Natasha vyskočila zo sedadla a rozbehla sa k svojmu otcovi.
- Aké kúzlo, tento otec! - povedala, pobozkala ho a znova sa pozrela na Pierra s tou bezvedomou koketériou, ktorá sa jej vrátila spolu s jej animáciou.
- Tak vlastenecké! - povedal Shinshin.
"Vôbec nie patriot, ale len..." odpovedala Natasha urazene. - Všetko je vám smiešne, ale toto vôbec nie je vtip...
- Aké vtipy! - zopakoval počítanie. - Povedz slovo, všetci pôjdeme... Nie sme nejakí Nemci...
"Všimli ste si," povedal Pierre, "že tam stálo: "na stretnutie."
- Nech je to na čokoľvek...
V tom čase Peťa, ktorému nikto nevenoval pozornosť, pristúpil k otcovi a celý červený, lámavým, niekedy hrubým, niekedy tenkým hlasom povedal:
"Nuž, ocko, rozhodne poviem - a mama tiež, čokoľvek chceš - rozhodne poviem, že ma pustíš do vojenskej služby, pretože nemôžem ... to je všetko ...
Grófka zdesene zdvihla oči k nebu, zovrela ruky a nahnevane sa obrátila k manželovi.
- Tak som súhlasil! - povedala.
Gróf sa však okamžite spamätal zo svojho vzrušenia.
"No, dobre," povedal. - Tu je ďalší bojovník! Zastavte nezmysly: musíte študovať.
- To nie je nezmysel, ocko. Fedya Obolensky je odo mňa mladší a tiež prichádza, a čo je najdôležitejšie, stále sa nemôžem nič naučiť, keď ... - Petya sa zastavil, začervenal sa, až sa spotil a povedal: - keď je vlasť v nebezpečenstve.
- Úplný, úplný, nezmysel...
- Ale sám si povedal, že obetujeme všetko.
„Peťa, hovorím ti, drž hubu,“ zakričal gróf a obzrel sa na svoju manželku, ktorá zbledla a uprenými očami hľadela na svojho najmladšieho syna.
- A ja vám hovorím. Takže Pyotr Kirillovich povie...
"Hovorím ti, je to nezmysel, mlieko ešte nezaschlo, ale on chce ísť na vojenskú službu!" No, dobre, hovorím vám,“ a gróf, ktorý si vzal so sebou papiere, pravdepodobne aby si ich ešte raz prečítal v kancelárii, kým si oddýchne, odišiel z miestnosti.
-Pyotr Kirillovič, poďme si zafajčiť...
Pierre bol zmätený a nerozhodný. Do tohto stavu ho priviedli Natašine nezvyčajne svetlé a živé oči, ktoré sa naňho neustále pozerali viac než láskyplne.
- Nie, myslím, že pôjdem domov...
- Je to ako ísť domov, ale chcel si s nami stráviť večer... A potom si prišiel len zriedka. A táto moja...“ povedal gróf dobromyseľne a ukázal na Natashu, „a ona je veselá, len keď ste nablízku...“
„Áno, zabudol som... určite musím ísť domov... Čo robiť...“ povedal Pierre rýchlo.
"No, zbohom," povedal gróf a úplne opustil miestnosť.
- Prečo odchádzaš? prečo si naštvaný? Prečo?...“ spýtala sa Natasha Pierra a vzdorovito sa mu pozrela do očí.

Rebinder efekt

efekt adsorpčného zníženia pevnosti pevných látok, uľahčenie deformácie a deštrukcie pevných látok v dôsledku reverzibilného fyzikálno-chemického vplyvu prostredia. Objavil ho P. A. Rebinder (1928) pri štúdiu mechanických vlastností kryštálov kalcitu a kamennej soli. Možné, keď sa pevné teleso v napnutom stave dostane do kontaktu s kvapalným (alebo plynným) adsorpčným aktívnym médiom. R, e. veľmi univerzálny - pozorovaný v pevných kovoch, iónových, kovalentných a molekulárnych mono- a polykryštalických pevných látkach, sklách a polyméroch, čiastočne kryštalických a amorfných, poréznych a pevných. Hlavnou podmienkou pre prejav R. e. - súvisiaca povaha kontaktných fáz (pevné teleso a médium) v chemickom zložení a štruktúre. Forma a stupeň prejavu R. e. závisí od intenzity medziatómových (medzimolekulových) interakcií kontaktných fáz, veľkosti a typu napätia (vyžaduje sa ťahové napätie), rýchlosti deformácie a teploty. Významnú úlohu zohráva skutočná stavba tela - prítomnosť dislokácií, prasklín, cudzích inklúzií atď. Charakteristická forma prejavu R. e. - viacnásobný pokles pevnosti, zvýšená krehkosť pevnej látky a znížená životnosť. Zinkový plech nasiaknutý ortuťou sa teda pri zaťažení neprehýba, ale krehko láme. Ďalšou formou prejavu R. e. - plastifikačný účinok média na pevné materiály, napríklad vodu na sadru, organické povrchovo aktívne látky (pozri povrchovo aktívne látky) na kovy atď. Termodynamická RE. je spôsobená znížením práce tvorby nového povrchu pri deformácii v dôsledku poklesu voľnej povrchovej energie (Pozri Povrchová energia) pevného telesa vplyvom prostredia. Molekulárna povaha R. e. spočíva v uľahčení pretrhnutia a preskupenia medzimolekulových (medziatómových, iónových) väzieb v pevnej látke za prítomnosti adsorpčne aktívnych a zároveň dostatočne pohyblivých cudzích molekúl (atómov, iónov). Najdôležitejšie oblasti technickej aplikácie R. e. - uľahčenie a zlepšenie mechanického spracovania rôznych (najmä vysoko tvrdých a ťažko obrobiteľných) materiálov, regulácia procesov trenia a opotrebovania pomocou mazív (pozri Mazací účinok), efektívne získavanie drvených (práškových) materiálov, získavanie pevných látok a materiálov s danou rozptýlenou štruktúrou (viď. Dispergovaná štruktúra) a požadovaná kombinácia mechanických a iných vlastností prostredníctvom dezagregácie a následného zhutnenia bez vnútorných napätí (viď. tiež fyzikálno-chemická mechanika). Adsorpčne aktívne prostredie môže tiež spôsobiť značné škody, napríklad zníženie pevnosti a životnosti častí strojov a materiálov v prevádzkových podmienkach. Eliminácia faktorov prispievajúcich k prejavom začervenania v týchto prípadoch umožňuje chrániť materiály pred nežiaducimi vplyvmi prostredia.

Lit.: Goryunov Yu.V., Pertsov N.V., Summ B.D., Rebinder effect, M., 1966; Rebinder P.A., Shchukin E.D., Povrchové javy v pevných látkach v procesoch ich deformácie a deštrukcie, „Uspekhi Fizicheskikh Nauk“, 1972, v. 108, v. 1, str. 3.

L. A. Sakra.

Veľká sovietska encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. 1969-1978 .

Pozrite sa, čo je „Efekt Rebinder“ v iných slovníkoch:

Zníženie pevnosti pevných látok v adsorpčných aktívnych médiách (roztoky povrchovo aktívnych látok, elektrolyty, roztavené soli atď.). Otvoril P. A. Rebinder v roku 1928. Používa sa na zvýšenie účinnosti disperzie, mletia,... ... Veľký encyklopedický slovník

- (adsorpčný pokles pevnosti) pokles povrchovej (medzifázovej) energie vplyvom fyz. alebo chem. procesov na povrchu pevných látok, čo vedie k zmene jeho mechanických vlastností. vlastnosti (zníženie pevnosti, vznik krehkosti, zníženie... ... Fyzická encyklopédia

Zníženie pevnosti pevných látok v adsorpčných aktívnych médiách (roztoky povrchovo aktívnych látok, elektrolyty, roztavené soli atď.). Otvoril P. A. Rebinder v roku 1928. Používa sa na zvýšenie účinnosti dispergovania, mletia, spracovania materiálov rezaním a ... encyklopedický slovník

Rehbinderov efekt (adsorpčný pokles pevnosti), zmena mechanických vlastností pevných látok v dôsledku fyzikálno-chemických procesov, ktoré spôsobujú pokles povrchovej (medzifázovej) energie telesa. Prejavuje sa znížením sily a... ... Wikipedia

Pozri Fyzikálno-chemická mechanika... Chemická encyklopédia

Zníženie sily televízora. teliesok v adsorpčných aktívnych médiách (tenzidy, elektrolyty, roztavené soli atď.). Otvoril P. A. Rebinder v roku 1928. Používa sa na zvýšenie účinnosti dispergovania, mletia, spracovania materiálov rezaním a... ... Prírodná veda. encyklopedický slovník

Hallov efekt- výskyt priečneho elektrického poľa a potenciálového rozdielu v kove alebo polovodiči, ktorým prechádza elektrický prúd, keď je umiestnený v magnetickom poli, kolmo na smer prúdu. Otvorené pre Američanov......

Mössbauerov efekt- rezonančná absorpcia γ kvánt atómovými jadrami, pozorovaná, keď zdrojom a absorbérom γ žiarenia je pevné teleso a energia kvánt je nízka (150 keV). Niekedy sa M efekt nazýva rezonancia, absorpcia bez spätného rázu alebo jadrová... Encyklopedický slovník hutníctva

Seebeckov efekt- jav výskytu elektromotorickej sily v elektrickom obvode pozostávajúcom z rôznych vodičov, ktorých kontakty majú rôzne teploty; objavil v roku 1821 nemecký fyzik T. Seebeck. Elektromotorická sila, ...... Encyklopedický slovník hutníctva

Bauschingerov efekt- zníženie odolnosti kovu alebo zliatiny voči malým plastickým deformáciám (napríklad pri stlačení) po predbežnej deformácii opačného znamienka (pri ťahu). Monokryštály čistých kovov majú Bauschingerov efekt... ... Encyklopedický slovník hutníctva

knihy

• Úloha povrchových javov v štruktúrnom a mechanickom správaní pevných polymérov, A. L. Volynsky, N. F. Bakeev. Kniha načrtáva moderné predstavy o úlohe povrchových javov v štruktúrnom a mechanickom správaní amorfných a kryštalických polymérov. Procesy vývoja a liečenia sa považujú za...

Pre rovnovážny stav systému boli uvažované javy zmáčavosti. V podmienkach zásobníka sa pozorujú nestabilné procesy vyskytujúce sa na rozhraní. V dôsledku vytláčania oleja vodou sa vytvára pohyblivý trojfázový zvlhčujúci obvod. Kontaktný uhol sa mení v závislosti od rýchlosti a smeru pohybu kvapaliny (kvapalný meniskus, obr. 5.5) v kanáloch a trhlinách.

Obrázok č.  – statický uhol zmáčania)

Kinetický zvlhčovacia hysteréza je zvykom nazývať zmenu kontaktného uhla pri pohybe po pevnom povrchu trojfázového zvlhčovacieho obvodu. Veľkosť hysterézie závisí od:

na smere pohybu zmáčacieho obvodu, t.j. o tom, či je voda vytláčaná z pevného povrchu ropou alebo ropa vodou;

rýchlosť pohybu trojfázového rozhrania na pevnom povrchu;

drsnosť pevného povrchu;

adsorpcia na povrchu látok.

Hysterézne javy sa vyskytujú hlavne na drsných povrchoch a sú molekulárnej povahy. Na leštených povrchoch je hysterézia slabá.

5.6 Vlastnosti povrchových vrstiev formačných kvapalín

O štruktúre povrchovej vrstvy existujú rôzne predpoklady.

Mnoho výskumníkov, ktorí študujú štruktúru a hrúbku tenkých vrstiev kvapaliny, spája tvorbu vrstiev stien s polarizáciou molekúl a ich orientáciou z povrchu tuhej látky do vnútorných oblastí kvapaliny s tvorbou vrstiev solvatácie 1.

Ropné vrstvy v kontakte s formačnými horninami majú obzvlášť zložitú štruktúru, pretože interakcia povrchovo aktívnych látok s minerálmi je veľmi rôznorodá.

Poznamenalo sa napríklad, že činidlá používané vo flotačnej technológii môžu byť fixované na povrchu minerálu vo forme bežných trojrozmerných filmov, ktoré tvoria nezávislú fázu na povrchu minerálnych častíc, ako aj vo forme povrchové zlúčeniny, ktoré nemajú špecifické zloženie a netvoria samostatnú nezávislú fázu.

Nakoniec sa činidlá môžu koncentrovať v difúznej časti elektrickej dvojvrstvy a nie na samotnom fázovom rozhraní.

Zdá sa, že zložky povrchovo aktívnej látky sú vždy sústredené nielen na povrchu, ale aj v trojrozmernom objeme blízko rozhrania.

Mnoho výskumníkov sa pokúšalo merať hrúbku filmu rôznych kvapalín na pevných látkach. Napríklad podľa výsledkov meraní B. V. Deryagina a M. M. Kusakova je hrúbka zmáčacích filmov vodných roztokov solí na rôznych pevných rovných povrchoch asi 10 - 5 cm (100 um). Tieto vrstvy sa líšia od zvyšku kvapaliny štruktúrou a mechanickými vlastnosťami – šmykovou elasticitou a zvýšenou viskozitou. Zistilo sa, že vlastnosti kvapaliny v povrchovej vrstve sa tiež menia v dôsledku jej stlačenia. Napríklad hustota vody adsorbovanej na silikagéli je podľa niektorých meraní 1027-1285 kg/m3.

Adsorpcia a súvisiace solvatačné obaly na fázových rozhraniach v ropnom ložisku majú tiež špeciálne vlastnosti. Niektoré zložky oleja môžu vytvárať gélovité štruktúrované adsorpčné vrstvy (s neobvyklými - anomálnymi vlastnosťami) s vysokou štruktúrnou viskozitou a pri vysokých stupňoch nasýtenia adsorpčnej vrstvy - s elasticitou a mechanickou pevnosťou v šmyku.

Výskum ukazuje, že zloženie povrchových vrstiev na rozhraní olej-voda zahŕňa nafténové kyseliny, nízkomolekulárne živice, koloidné častice vysokomolekulárnych živíc a asfalténov, parafínové mikrokryštály, ako aj častice minerálnych a uhlíkatých suspenzií. Predpokladá sa, že povrchová vrstva na rozhraní olej-voda vzniká v dôsledku akumulácie minerálnych a uhlíkových častíc, ako aj parafínových mikrokryštálov vplyvom selektívneho zvlhčovania hydrofilných oblastí ich povrchu vodnou fázou. Asfalto-živičné látky adsorbované na rovnakom povrchu rozhrania, meniace sa do gélovitého stavu, cementové častice parafínu a minerálov do jedinej monolitickej vrstvy. Povrchová vrstva ešte viac zhrubne v dôsledku solvatizácie gélov asfaltovo-živičných látok z olejovej fázy.

Špeciálne štrukturálne a mechanické vlastnosti povrchových vrstiev predurčujú stabilizáciu rôznych systémov a najmä vysokú stabilitu niektorých emulzií voda-olej.

Existencia adsorpčných vrstiev na rozhraní zvyškovej vody a oleja má tiež zjavne určitý spomaľujúci účinok na procesy miešania vody vstrekovanej do nádrže so zvyškovou vodou.

5.7 Zaklinovací efekt tenkých vrstiev kvapaliny.

Deryaginove experimenty. Rebinder efekt

Kvapalina, ktorá zmáča pevné teleso, prenikajúca do tenkých prasklín, môže hrať úlohu klinu a odtláčať jeho steny od seba, t.j. tenké vrstvy kvapaliny majú klinovitý efekt 2. Táto vlastnosť tenkých vrstiev sa prejavuje aj vtedy, keď sa pevné povrchy ponorené v kvapaline k sebe približujú. Podľa výskumu B.V. Deryagina dochádza k klinovému efektu za predpokladu, že hrúbka vrstvy h tekutina roztláčajúca povrch trhliny je menšia ako určitá hodnota h cr. O h > h cr zaklinovací efekt je nulový a at h < h cr zväčšuje sa s klesajúcou hrúbkou vrstvy kvapaliny, t.j h ≤ h cr Aby sa povrchy častíc priblížili k sebe, musí na ne pôsobiť vonkajšie zaťaženie.

Faktory, ktoré vytvárajú klinový efekt, sú sily iónovo-elektrostatického pôvodu a špeciálny stav agregácie polárnych kvapalín v blízkosti hraničných plôch.

Už skôr bolo uvedené, že vlastnosti solvatačnej vrstvy na povrchu tuhej látky sa výrazne líšia od vlastností zvyšku kvapaliny. Túto (solvátovú) vrstvu možno považovať za špeciálnu hraničnú fázu. Preto, keď sa častice priblížia na vzdialenosť menšiu ako dvojnásobok hrúbky solvatačných vrstiev, musí byť na častice aplikované vonkajšie zaťaženie.

Disjoinný tlak iónovo-elektrostatického pôvodu vzniká v dôsledku zmien koncentrácie iónov vo vrstve oddeľujúcej častice a v roztoku, ktorý ich obklopuje.

Podľa výsledkov experimentu, čím silnejšia je väzba medzi kvapalinou a povrchmi pevného telesa, tým väčší je klinovací efekt. Môže sa zvýšiť zavedením povrchovo aktívnych látok do kvapaliny, ktoré sú dobre adsorbované povrchom pevnej látky. Efekt Rebinder je založený na tomto fenoméne. Jeho podstata spočíva v tom, že malé množstvá povrchovo aktívnych látok spôsobujú prudké zhoršenie mechanických vlastností tuhej látky. Pokles adsorpcie v pevnosti pevných látok závisí od mnohých faktorov. Zintenzívňuje sa, ak je teleso vystavené ťahovým silám a ak kvapalina dobre zmáča povrch.

Pri vŕtaní studní sa využíva efekt adsorpčného zníženia pevnosti. Pri použití roztokov obsahujúcich špeciálne vybrané povrchovo aktívne látky ako preplachovacie kvapaliny je vŕtanie v tvrdých horninách výrazne jednoduchšie.