
触变性(thixotropy)是流变学中的重要概念,指某些非牛顿流体在受到剪切力作用时黏度暂时降低,而在静止状态下逐渐恢复原有黏度的特性。该术语源自希腊语“thixis”(触碰)和“trepo”(转变),对应英文翻译为“thixotropy”,常见于涂料、食品工业和地质材料领域。
该现象的描述可参考《英汉材料科学词典》(科学出版社,2019版)第287条词目,其物理模型符合Bingham塑性流体方程: $$ tau = tau_0 + mu dot{gamma} $$ 其中$tau$为剪切应力,$tau_0$为屈服应力,$mu$为塑性黏度,$dot{gamma}$为剪切速率。
触变性是材料在受到剪切力(如搅拌、振动)时粘度发生可逆变化的特性,具体表现为:
基本定义
当物体(如涂料、胶体)受剪切作用时,其稠度会减小或增大,停止剪切后逐渐恢复原状。这种现象由弗罗因德利希于1928年发现,属于可逆的溶胶-凝胶转换过程。例如,静置的胶体呈凝胶态,搅拌后变为溶胶态,静置后又恢复。
机理与结构
触变性源于材料内部弱化学键(如氢键)形成的网状结构。剪切力破坏这些结构导致粘度下降,停止后结构重新形成,粘度回升。这一过程具有时间依赖性,即结构破坏与恢复均需一定时间。
应用场景
测试与评估
常用触变环法测定,通过剪切速率变化观察粘度滞后现象,评估材料触变性强弱。
触变性平衡了材料在加工时的流动性与使用时的稳定性,是胶体、涂料等领域的关键性能指标。需注意触变性并非越大越好,需根据具体应用场景选择合适范围。
【别人正在浏览】