触变性

触变性是某些凝胶或液体的特性,在正常情况下是粘稠的(厚),但在摇晃、搅拌或其他压力下会流动(变得稀薄,粘性降低)。

用更专业的语言来说:一些非牛顿流体显示出粘度的变化;流体经受剪切应力的时间越长,其粘度就越低。触变性流体是一种流体,当被引入到剪切率的阶跃变化中时,需要有限的时间来达到平衡粘度。许多凝胶和胶体都是触变性材料,在静止状态下表现出稳定的形式,但在搅动时变得流动。

有些液体是反各向异性的:一段时间的恒定剪切应力会导致粘度增加,甚至凝固。恒定的剪切应力可以通过摇动或混合来施加。它们要少得多。

自然实例

在沙子上行走是一种常见的经验,在一些地方,人在上面行走时沙子会液化。这是对压力的触变性反应。在极端情况下,流沙可能对人和动物构成危险。

一些粘土具有触变性,它们的行为在结构岩土工程中具有重要意义。山体滑坡,如多塞特郡莱姆雷吉斯周围的悬崖威尔士的阿伯凡灾难中常见的山体滑坡就是这种情况的证据。同样地,岩浆是由火山事件液化的土块,一旦静止就会迅速凝固。

在岩土工程中使用的钻井泥浆可以具有触变性。蜜蜂的蜂蜜在某些条件下也可能表现出这种特性(石楠蜜)。

触变性液体的另一个例子是在一些骨骼之间的关节中发现的滑液。

在探索洞穴的过程中发现的一些粘土沉积物表现出触变性:最初看起来是固体的泥滩在被挖开或受到其他干扰时,会变成汤状,并产生水分。这些粘土在过去是由低速溪流沉积的,而低速溪流倾向于沉积细粒的沉积物。

这些特性经常被用于应用于表面的商业产品,如油漆牙膏。对于油漆来说,流动性很快就会消失,随着水(或油的蒸发,表面会永久定型。

问题和答案

问:什么是触变性?
答:触变性是指某些凝胶或流体在正常条件下具有粘性,但在摇晃或搅拌时会流动的特性。

问:什么是非牛顿流体?
答:非牛顿流体是指粘度发生变化的流体。流体承受剪切应力的时间越长,粘度越低。

问:什么是触变性流体?
答:触变性流体是指在剪切速率发生阶跃变化时,需要一定时间才能达到平衡粘度的流体。

问:哪些材料属于触变性材料?
答:许多凝胶和胶体都是触变性材料的例子,它们在静止时表现出稳定的形态,但在搅拌时变成流体。

问:什么是反各向异性流体?
答:反各向异性流体是指在施加恒定剪切应力时粘度增加甚至凝固的流体。

问:如何对流体施加恒定剪切应力?
答:恒定剪切应力可通过振动或混合施加到流体上。

问:反各向异性流体常见吗?
答:不,与触变性流体相比,反各向异性流体并不常见。

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