
【化】 foam collapse
bubble; foam; froth; scum; spume; suds
【化】 foam; froth
【医】 foam; froth; scum
【医】 disorganization
中文术语:泡沫结构破坏
英文对应:Foam Structure Collapse / Foam Destabilization
指泡沫体系中气泡壁破裂、合并或排液,导致多孔结构丧失稳定性的过程。这一现象表现为泡沫体积收缩、密度增大或完全液化,属于物理化学与材料科学中的常见失效机制 。
热力学不稳定性
泡沫本质是气-液分散体系,高界面能驱动气泡通过Ostwald 熟化(小气泡气体扩散至大气泡)或聚并(气泡间液膜破裂)自发合并,最终结构崩塌。此过程受吉布斯自由能降低原理支配 。
外部应力作用
机械振动、压力冲击或剪切力可导致液膜变薄破裂。例如,泡沫塑料受压缩时,气泡壁应力超过屈服强度即引发连锁破裂,表现为永久形变(参考材料力学中的 Von Mises 屈服准则):
$$ sigma_{vm} = sqrt{frac{(sigma_1-sigma_2) + (sigma_2-sigma_3) + (sigma_3-sigma_1)}{2}} > sigma_y $$ 其中 $sigma_y$ 为材料屈服强度 。
类别 | 具体因素 | 作用机理 |
---|---|---|
材料属性 | 表面活性剂浓度 | 影响液膜弹性与修复能力 |
环境条件 | 温度、pH值、离子强度 | 改变分子间作用力与排液速率 |
动力学条件 | 剪切速率、压力变化 | 加速液膜排水与局部应力集中 |
权威参考来源:
(注:因平台限制未提供链接,文献名称与标准编号可供学术检索验证)
泡沫结构破坏是指泡沫中气泡破裂、气体逸出或整体结构坍塌的现象,导致其物理形态和功能丧失。以下是详细解释:
表面张力失衡
泡沫薄膜的表面张力减弱时,液体膜无法维持气泡形态,薄弱处率先破裂。当气体压强与表面张力能量失衡,收缩力占据主导,加速结构崩溃。
气体逸出与压差变化
泡沫内部气体溶解或逸出后,内外压强差降低,气泡收缩甚至塌陷。例如聚氨酯泡沫受压时,泡孔缩小导致气体导热性增强,结构破坏。
物理因素
化学因素
工艺缺陷
发泡过程中凝胶与气体生成速率不匹配,导致膜壁弹性不足,气泡破裂并蔓延成塌陷或中空。
泡沫结构破坏会显著降低其功能性,如保温材料失去隔热性能,或工业制品出现开裂。在宏观层面,类似机制可能引发经济泡沫破裂后的连锁反应。
如需进一步了解具体案例或扩展机制,可参考来源、4、5中的实验分析与应用场景。
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