Учебное пособие по коллоидной химии Казань 2015 1

n
Р
Р





*
т
, (94) 
при n=1 имеем бингамовское тело, n>1 – пластическое дилатантное тело и 
n<1 – псевдопластическое твердообразное тело (рис. 27). 
Необходимо отметить, что твер-
дообразные и жидкообразные тела от-
личаются не только наличием или от-
сутствием предела текучести, но и оп-
ределенным поведением при развитии 
деформации. Если для структурирован-
ных жидкостей с ростом нагрузки ха-
рактерен переход к ньютоновскому те-
чению, отвечающему предельно разру-
шенной структуре, то в случае твердо-
образных тел увеличение нагрузки при-
водит к разрыву сплошности тела его 
разрушению. 
Однако имеется множество сис-
тем, обладающих промежуточными 
свойствами. По реологическим свойствам к бингамовским твердообразным 
системам очень близки пульпы, шламы, буровые растворы, масляные 
краски, зубные пасты, сточные грязи и т.д. Они отличаются небольшим 
пределом текучести, а при развитии деформации ведут себя как структу-
рированные жидкости. Такие системы часто относят к неньютоновским 
жидкостям. 
Р
т 
n>1 
n=1 
Рис.27. Типичные кривые течения 
твердообразных тел: 
а – бингамовское тело; 
б – псевдопластическое
твердообразное тело; 
в – пластическое дилатантное тело 
а 
б 
в 
Р 
n<1 
γ΄ 

---

69 
Рис. 28. Обнаружение тиксотропии 
по кривым течения: 
а – равновесная кривая; 
б – неравновесная кривая 
б 
а 
γ
΄ 
Р 
Для типичных твердообразных тел характерна значительная величи-
на предела текучести. Хрупкое тело разрушается при нагрузке, меньшей 
предела текучести (предела упругости). В большинстве реальных твердых 
тел пластические деформации наблюдаются при всех нагрузках, но часто 
ими можно пренебречь в зоне малых напряжений. В соответствии с этим 
предел текучести в той или иной степени является условным. В то же вре-
мя, если даже хрупкое тело подвергнуть всестороннему сжатию при высо-
ких давлениях и предотвратить возможность его разрушения, то оно при 
достаточно высоких напряжениях может проявить пластичность – необра-
тимо деформироваться без потерь сплошности. 
Таким образом, в общем плане деление твердых тел на упругие, пла-
стичные и хрупкие также до известной степени условно, так как характер 
деформации зависит от условий, типа деформации, времени действия на-
грузки и других факторов. Примером хрупких твердообразных тел являют-
ся неорганические материалы типа бетонов, керамики на основе различных 
оксидов и др. Металлы и сплавы обладают пластическими свойствами. 
Последние еще более характерны для органических пластиков. 
У нестационарных систем, отличающихся зависимостью от времени 
реологических характеристик, наблюдаются явления тиксотропии и рео-
пексии.
Тиксо тропия – специфическое свойство коагуляционных структур 
восстанавливаться во времени после их механического разрушения. Раз-
рушение структуры выражается в разрыве контактов между частицами 
дисперсной фазы, а ее восстановление – в возобновлении этих контактов, 
благодаря броуновскому движению частиц. Восстановление структуры 
обычно контролируется по приросту вязкости, поэтому явление тиксотро-
пии можно определить как уменьшение 
вязкости системы во времени при нало-
жении нагрузки и постепенный рост вяз-
кости после снятия нагрузки. Явление 
тиксотропии соответствует поведению 
псевдопластических тел; у них вязкость 
уменьшается с ростом напряжения сдви-
га. Чем медленнее восстанавливается 
структура (вязкость) после снятия на-
грузки, или чем медленнее она разруша-
ется (уменьшается вязкость) при данном 
напряжении сдвига, тем сильнее выра-
жено явление тиксотропии. На рис. 28 
нижняя кривая отражает равновесие; по-
лучают ее при увеличении напряжения 
сдвига. Верхнюю кривую получают при снижении нагрузки, когда еще не 

---

70 
успело установиться равновесие между прочностью структуры и напряже-
нием сдвига. Расстояние между двумя кривыми по оси напряжений, или 
площадь петли характеризуют степень тиксотропности. Если обратимое 
восстановление структуры происходит очень быстро, то тело можно отне-
сти к стационарным псевдопластичным, или иногда говорят, что оно обла-
дает мгновенной тиксотропией. Ярко выраженной тиксотропией обладает 
суспензия бентонитовой глины с концентрацией более 10% дисперсной 
фазы. В спокойном состоянии эта суспензия представляет собой пластиче-
ское твердообразное тело, которое не течет, если не приложить к нему на-
грузку. После же встряхивания суспензия настолько разжижается, что мо-
жет легко вытекать из сосуда. Через определенное время спокойного стоя-
ния суспензия вновь превращается в структурированную систему. Явление 
тиксотропии проявляется в природе в виде плывунов, оползней. Его необ-
ходимо учитывать при перекачке суспензий, которые могут затвердевать в 
случае остановки насосов. Тиксотропия позволяет проводить вибрацион-
ную обработку материалов, при которой происходит разрушение структу-
ры, что облегчает процессы перемешивания, плотную укладку, снятие 
внутренних напряжений и т.д. 
Противоположностью тиксотропии является реопе ксия . Реопекти-
ческие тела характеризуются возрастанием прочности структуры (вязко-
сти) со временем действия напряжения сдвига. Например, после тиксо-
тропного разжижения гидрозоля восстановление структуры может проис-
ходить значительно быстрее, если медленно перемешивать систему. Это 
явление обычно наблюдается в гидрозолях с частицами палочкообразной 
формы и поэтому существует мнение, что небольшое увеличение течения 
способствует параллельной ориентации частиц и, соответственно, ускоре-
нию образования структуры.