
觸變性(thixotropy)是流變學中的重要概念,指某些非牛頓流體在受到剪切力作用時黏度暫時降低,而在靜止狀态下逐漸恢複原有黏度的特性。該術語源自希臘語“thixis”(觸碰)和“trepo”(轉變),對應英文翻譯為“thixotropy”,常見于塗料、食品工業和地質材料領域。
該現象的描述可參考《英漢材料科學詞典》(科學出版社,2019版)第287條詞目,其物理模型符合Bingham塑性流體方程: $$ tau = tau_0 + mu dot{gamma} $$ 其中$tau$為剪切應力,$tau_0$為屈服應力,$mu$為塑性黏度,$dot{gamma}$為剪切速率。
觸變性是材料在受到剪切力(如攪拌、振動)時粘度發生可逆變化的特性,具體表現為:
基本定義
當物體(如塗料、膠體)受剪切作用時,其稠度會減小或增大,停止剪切後逐漸恢複原狀。這種現象由弗羅因德利希于1928年發現,屬于可逆的溶膠-凝膠轉換過程。例如,靜置的膠體呈凝膠态,攪拌後變為溶膠态,靜置後又恢複。
機理與結構
觸變性源于材料内部弱化學鍵(如氫鍵)形成的網狀結構。剪切力破壞這些結構導緻粘度下降,停止後結構重新形成,粘度回升。這一過程具有時間依賴性,即結構破壞與恢複均需一定時間。
應用場景
測試與評估
常用觸變環法測定,通過剪切速率變化觀察粘度滞後現象,評估材料觸變性強弱。
觸變性平衡了材料在加工時的流動性與使用時的穩定性,是膠體、塗料等領域的關鍵性能指标。需注意觸變性并非越大越好,需根據具體應用場景選擇合適範圍。
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