
【化】 foam collapse
bubble; foam; froth; scum; spume; suds
【化】 foam; froth
【醫】 foam; froth; scum
【醫】 disorganization
中文術語:泡沫結構破壞
英文對應:Foam Structure Collapse / Foam Destabilization
指泡沫體系中氣泡壁破裂、合并或排液,導緻多孔結構喪失穩定性的過程。這一現象表現為泡沫體積收縮、密度增大或完全液化,屬于物理化學與材料科學中的常見失效機制 。
熱力學不穩定性
泡沫本質是氣-液分散體系,高界面能驅動氣泡通過Ostwald 熟化(小氣泡氣體擴散至大氣泡)或聚并(氣泡間液膜破裂)自發合并,最終結構崩塌。此過程受吉布斯自由能降低原理支配 。
外部應力作用
機械振動、壓力沖擊或剪切力可導緻液膜變薄破裂。例如,泡沫塑料受壓縮時,氣泡壁應力超過屈服強度即引發連鎖破裂,表現為永久形變(參考材料力學中的 Von Mises 屈服準則):
$$ sigma_{vm} = sqrt{frac{(sigma_1-sigma_2) + (sigma_2-sigma_3) + (sigma_3-sigma_1)}{2}} > sigma_y $$ 其中 $sigma_y$ 為材料屈服強度 。
類别 | 具體因素 | 作用機理 |
---|---|---|
材料屬性 | 表面活性劑濃度 | 影響液膜彈性與修複能力 |
環境條件 | 溫度、pH值、離子強度 | 改變分子間作用力與排液速率 |
動力學條件 | 剪切速率、壓力變化 | 加速液膜排水與局部應力集中 |
權威參考來源:
(注:因平台限制未提供鍊接,文獻名稱與标準編號可供學術檢索驗證)
泡沫結構破壞是指泡沫中氣泡破裂、氣體逸出或整體結構坍塌的現象,導緻其物理形态和功能喪失。以下是詳細解釋:
表面張力失衡
泡沫薄膜的表面張力減弱時,液體膜無法維持氣泡形态,薄弱處率先破裂。當氣體壓強與表面張力能量失衡,收縮力占據主導,加速結構崩潰。
氣體逸出與壓差變化
泡沫内部氣體溶解或逸出後,内外壓強差降低,氣泡收縮甚至塌陷。例如聚氨酯泡沫受壓時,泡孔縮小導緻氣體導熱性增強,結構破壞。
物理因素
化學因素
工藝缺陷
發泡過程中凝膠與氣體生成速率不匹配,導緻膜壁彈性不足,氣泡破裂并蔓延成塌陷或中空。
泡沫結構破壞會顯著降低其功能性,如保溫材料失去隔熱性能,或工業制品出現開裂。在宏觀層面,類似機制可能引發經濟泡沫破裂後的連鎖反應。
如需進一步了解具體案例或擴展機制,可參考來源、4、5中的實驗分析與應用場景。
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