介质黏度对PCC分散体系流变行为的影响

在AR2000ex型流变仪上对沉淀碳酸钙(Precipitated calcium carbonate,PCC)在PEG(聚乙二醇)悬浮体系进行稳态剪切流变实验。通过2种方法来改变分散体系黏度:1)以PEG200(相对分子质量为200)为连续相,分散体系以10℃为间隔从10℃上升至50℃;2)在30℃用相同的聚合物3种不同相对分子质量的PEG(PEG200、PEG400和PEG600)。结果表明随着温度升高,PCC/PEG200分散体系的临界剪切速率越来越大。在剪切增稠区内流动指数N随温度升高而降低,稠度系数K随着温度升高而升高。临界剪切速率以及临界剪切黏度与温度严格满足Arrhenius关系:η=A exp[Ea/(RT)]。研究发现随温度的变化临界剪切应力不变。随着PEG的相对分子质量增加,分散体系的黏度增加,临界剪切增稠速率减小。PCC粉末的分形结构以及聚集体的形貌使得体系的相对黏度远大于硬球体系的相对黏度。     

溶胶-凝胶法制备碳酸钙晶须

用溶胶-凝胶法制备碳酸钙晶须,研究恒温水浴温度、搅拌速度、热处理温度和时间对碳酸钙晶须形貌的影响,并对影响机理进行分析.制备时,首先在恒温水浴搅拌条件下把碳酸钙溶入乙酸,稍后加入柠檬酸得到含Ca中间体,最后加热保温使中间体分解获得碳酸钙晶须.研究表明,在水浴温度80℃,搅拌速度150 r/min,热处理温度700℃和保温2 h的条件下,可得到直径100～150 nm,长约4μm的碳酸钙晶须.     

机械化学法制备纳米碳酸钙

通过机械化学法制备5种不同粒径的纳米碳酸钙。用XRD分析固相置换反应的进程及反应过程中的物相变化,用SEM观察CaCO3粒子形貌和大小。研究表明,机械球磨1 min时置换反应已经开始,球磨4 h后反应基本结束。生成物碳酸钙在产物中的体积分数对制备得到的碳酸钙粒子有很大的影响,其体积分数越小,得到的CaCO3颗粒越细小。随着反应介质NaCl的体积分数增多(CaCO3的体积分数相应减小)被阻隔的CaCO3粒子增多,得到的CaCO3粒子减小。球磨转速越快得到的碳酸钙粒子越细小,对碳酸钙体积分数为7%的试样,转速由400 r/min增至600 r/min时获得的粒子平均粒径从95 nm减小至85 nm。     

Shear-thickening rheological response of PCC/PEG suspensions

The steady and dynamic rheological behaviors of precipitated calcium carbonate (PCC) suspension in polyethylene glycol (PEG) were investigated on a TA AR2000ex rheometer. Under steady shear consistency index K and flow exponent N of suspensions with different volume fractions were determined. The shear-thinning and the discontinuous shear-thickening behavior were observed at different constant frequencies from 10 to 100 rad/s. The relationship between the complex viscosity and the constant frequency were determined. As the volume fraction increases, flow exponent N shows a rapid increase, and it increases dramatically when the discontinuous shear-thickening takes place, while consistency index K decreases. Dynamic oscillatory shear experiments were conducted at constant strain amplitude and constant frequency, respectively. For the frequency sweep, the system shows viscous property in entire range of the frequency investigated, and the complex viscosity shows discontinuous jump at a critical frequency of 10 rad/s. For the strain sweep, on the other hand, at low strain the elastic modulus is strongly dependent on the strain, and the viscous modulus is independent of the strain. But at the critical strain point both of the moduli show an abrupt jump and the system transits from elastic to viscous at a strain of 0.1.     

流变学的研究及其应用

流变学是研究材料的流动与变形的科学,在粉末冶金等工业生产及日常生活中有着广泛的应用。流变学的主要研究对象是非牛顿流体。该文先介绍流体的概念及分类,并对非牛顿流体作进一步分类和举例;接着叙述非牛顿流体的流变特性及其在生产和生活中的应用;然后介绍流变学的前沿领域,如:细胞流变学、液晶高分子流变学、电流变学等;最后展望未来,认为流变学对世界的影响越来越大,具有广阔的发展前景。     

动态条件下PCC/PEG分散体系的剪切增稠及耗能行为

采用AR2000ex流变仪对沉淀碳酸钙(PCC)在聚乙二醇(PEG200,平均相对分子质量为200)分散体系中进行动态扫描实验,研究不同固定频率条件下该分散体系的应变剪切增稠及耗能行为。应力—应变曲线(LISSAJOUS曲线)及其归一化曲线表明,在固定频率下随着应变增大,LISSAJOUS曲线围成的面积增大,即体系消耗的能量增大,同时分散体系由线性粘弹性体系转变非线性粘弹性体系。分散体系消耗的能量Ed与应变幅度(γmax)满足以下关系:Ed=K(γmax)α,在剪切变稀区内α≈2,在剪切增稠区内α远大于2。另外还研究了频率(ω)对体系消耗能量Ed的影响,并确立了剪切增稠区的耗能指数(α)与频率(ω)的关系为α∝ω0.23±0.01。这种临时的,亚稳定的"粒子簇"导致可逆的剪切增稠,而这种长大的"粒子簇"阻碍体系的流动,从而使之需要额外的能量。     

球磨参数对纳米WC晶格畸变和烧结晶粒长大的影响

配置成分为WC-10%Co混合料,采用不同球料比(6:1与18:1)、不同球磨时间(4、8、16、32、48和72 h),以酒精为介质滚动球磨,干燥后压制成尺寸为6.5 mm×5.25mm×20 mm的试样,然后在H_2气氛下在1 340℃烧结,得到硬质合金试样,通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等分别研究混合料中WC晶粒尺寸、内应变和晶格畸变等与球料比、球磨时间的关系。结果表明:(1)对于纳米级WC粉末,实验中的球磨过程不能破碎其晶粒;(2)随球磨时间延长,WC晶粒的内应变与晶格畸变呈先快后慢的增长方式,球料比越大,增速转折点越早出现;晶格的具体畸变形式与球料比相关;(3)在球料比6:1混合料中WC颗粒内发现"泊松效应";(4)在较低的内应变和WC邻接程度情况下,烧结早期WC晶粒合并长大所需的能量势垒较高,能够有效抑制WC晶粒早期长大。