材料物理化學(xué)第四章2

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院第四章 表面與界面-II2022-4-2922022-4-2932022-4-294（水分子定向排列）2022-4-295Zeta電位的測(cè)量表征對(duì)粉體，膠體體系的評(píng)價(jià)有重要意義=1.2mv=-24.8mv=-63.6mv超細(xì)超細(xì)TiOTiO2 2超細(xì)超細(xì)TiOTiO2 22022-4-2962022-4-2972022-4-298高嶺土中加入NaOH剪切力速度降1234x=0 x=0.002molx=0.02 molx=0.2 mol2022-4-299電解質(zhì)加入量粘度高嶺土中加入NaOH泥漿稀釋曲線(xiàn)2022-4-29102022-4-29112022-4-

2、2912邊面結(jié)合：邊面結(jié)合： 靜電引力靜電引力高粘度高粘度邊邊結(jié)合：邊邊結(jié)合：靜電引力靜電引力高粘度高粘度面面結(jié)合：面面結(jié)合： 無(wú)吸引狀態(tài)無(wú)吸引狀態(tài)低粘度低粘度2022-4-29132022-4-29142022-4-2915Kf/2Eiter：2022-4-29162022-4-29172022-4-29182022-4-29192022-4-29202022-4-2921泥漿靜泥漿靜止：凝固止：凝固擾動(dòng)：擾動(dòng)：流動(dòng)流動(dòng)靜止：重靜止：重新凝固新凝固* 為觸變態(tài)：似是而非為觸變態(tài)：似是而非 2022-4-29222022-4-29232022-4-29242022-4-2925高嶺石觸變結(jié)構(gòu)示

3、意圖高嶺石觸變結(jié)構(gòu)示意圖疏松網(wǎng)架結(jié)構(gòu)六角片狀粒子三維網(wǎng)絡(luò)架狀空隙包裹大量自由水局部邊邊（面）結(jié)合2022-4-29262022-4-29272022-4-29282022-4-29292022-4-2930臨界臨界Zeta電位電位粘土膠粒-電位電位略高于高于聚沉聚沉穩(wěn)定穩(wěn)定觸變性觸變性（靜止：邊面靜止：邊面吸引，卡片吸引，卡片結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)）2022-4-2931五、五、 泥漿的透水性（吸漿性能）泥漿的透水性（吸漿性能） 透水性：透水性：泥漿形成固化泥層透過(guò)水的能力。泥漿形成固化泥層透過(guò)水的能力。 透水性好，坯體形成速率快。透水性好，坯體形成速率快。影響因素：影響因素： 1. 電解質(zhì)種類(lèi)及加入量，

4、電解質(zhì)種類(lèi)及加入量，調(diào)節(jié)稀釋劑加入過(guò)量或不足：調(diào)節(jié)稀釋劑加入過(guò)量或不足： n面面結(jié)合，顆粒緊密，透水性差面面結(jié)合，顆粒緊密，透水性差 n部分邊面或邊邊結(jié)合，顆粒疏松，形成毛細(xì)管，透水部分邊面或邊邊結(jié)合，顆粒疏松，形成毛細(xì)管，透水性好性好 2. 泥漿中塑性料與瘠性料配比：泥漿中塑性料與瘠性料配比：塑性料塑性料，瘠性料，瘠性料，透水性，透水性 3. 顆粒細(xì)度顆粒細(xì)度：粒徑：粒徑，透水性，透水性 4/29/202233可塑性可塑性剪切力某屈服值剪切力某屈服值任意塑型任意塑型應(yīng)力消除應(yīng)力消除形狀保持形狀保持2022-4-2939引力斥力1.范德華力范德華力2.局部邊面的靜電引力局部邊面的靜電引力3.毛

5、細(xì)管力。毛細(xì)管力。 其中毛細(xì)管力為最主要的作用力其中毛細(xì)管力為最主要的作用力2022-4-2940 粘土中顆粒間粘土中顆粒間斥力斥力：范圍為：范圍為200埃埃左右左右 ClayClay同性相斥同性相斥2022-4-29412022-4-2942F彈性變形彈性變形2022-4-2943塑性變形塑性變形F2022-4-2944F泥團(tuán)斷裂泥團(tuán)斷裂2022-4-2945水膜厚水膜厚吸引力吸引力排斥力排斥力吸力為主吸力為主可塑可塑含水量含水量2022-4-2946顆粒間：引力斥力含水量大含水量大含水量低含水量低不含水，不含水，干泥料干泥料顆粒間距遠(yuǎn)顆粒間距遠(yuǎn)顆粒接近顆粒接近20埃埃20埃埃:泥漿狀態(tài)泥漿

6、狀態(tài):塑性體塑性體:彈性體、彈性體、易斷裂易斷裂僅范氏力僅范氏力斥力為主斥力為主引力增大引力增大2022-4-29472022-4-2948水量適當(dāng)水量適當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)：水膜保持連續(xù)性 合力：吸力為主顆粒間距顆粒間距適當(dāng)適當(dāng)可塑性水量太小毛細(xì)管力水量太大水膜太厚顆粒間距合力：斥力或無(wú)吸引力水膜中斷2022-4-29492022-4-29502022-4-29512022-4-29522022-4-2953水表面張力大最好的液體介質(zhì)水膜2022-4-29542022-4-29554/29/2022564/29/2022572022-4-29582022-4-29592022-4-29604/29/2

7、02261OHMMOHHMOMOH中性中性(堿性溶液中堿性溶液中)2022-4-29622022-4-29632022-4-2964Zeta電位極值粘度Zeta電位pH value粘度最小粘度最小膠溶效果最好2022-4-2965ClAlClAlCl23ClAlClAlCl22OHAlClHClOAl233232022-4-2966Al2O3+-+-膠團(tuán)2022-4-29672022-4-2968Cl-Cl-OH-取代，水化膜厚吸附層離子個(gè)數(shù)擴(kuò)散層離子個(gè)數(shù)Al2O3+-+-膠粒正電荷擴(kuò)散層電位電位，膠溶，膠溶Al2O3膠團(tuán)2022-4-2969Al2O3+-+-Cl大量進(jìn)入吸附層2022-4-

8、2970OHNaAlOOAlNaOH22322022-4-2971Al2O3+-+-結(jié)構(gòu)相似 吸附AlO2-Na+類(lèi)似的，PH-電位電位 PH-電位電位2022-4-2972Zeta電位極值粘度Zeta電位pH value粘度最小粘度最小膠溶效果最好2022-4-29732022-4-29742022-4-29752022-4-2976水溶液中，形水溶液中，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)親水保護(hù)膜親水保護(hù)膜2022-4-2977相對(duì)粘度相對(duì)粘度阿拉伯樹(shù)膠加入量阿拉伯樹(shù)膠加入量加入量少加入量少粘度高粘度高聚沉聚沉加入量加入量粘粘度度膠溶膠溶2022-4-29782022-4-2979靜電作用靜電作用邊棱角吸附，范氏力邊棱角吸附，范氏力吸引絮凝吸引絮凝降低水泥的易和性降低水泥的易和性( (絮凝狀結(jié)構(gòu)絮凝狀結(jié)構(gòu) 包裹水減少了有效水