材料物理化学第四章2

1、材料科学与工程学院材料科学与工程学院第四章 表面与界面-II2022-4-2922022-4-2932022-4-294（水分子定向排列）2022-4-295Zeta电位的测量表征对粉体，胶体体系的评价有重要意义=1.2mv=-24.8mv=-63.6mv超细超细TiOTiO2 2超细超细TiOTiO2 22022-4-2962022-4-2972022-4-298高岭土中加入NaOH剪切力速度降1234x=0 x=0.002molx=0.02 molx=0.2 mol2022-4-299电解质加入量粘度高岭土中加入NaOH泥浆稀释曲线2022-4-29102022-4-29112022-4-

2、2912边面结合：边面结合： 静电引力静电引力高粘度高粘度边边结合：边边结合：静电引力静电引力高粘度高粘度面面结合：面面结合： 无吸引状态无吸引状态低粘度低粘度2022-4-29132022-4-29142022-4-2915Kf/2Eiter：2022-4-29162022-4-29172022-4-29182022-4-29192022-4-29202022-4-2921泥浆静泥浆静止：凝固止：凝固扰动：扰动：流动流动静止：重静止：重新凝固新凝固* 为触变态：似是而非为触变态：似是而非 2022-4-29222022-4-29232022-4-29242022-4-2925高岭石触变结构示

3、意图高岭石触变结构示意图疏松网架结构六角片状粒子三维网络架状空隙包裹大量自由水局部边边（面）结合2022-4-29262022-4-29272022-4-29282022-4-29292022-4-2930临界临界Zeta电位电位粘土胶粒-电位电位略高于高于聚沉聚沉稳定稳定触变性触变性（静止：边面静止：边面吸引，卡片吸引，卡片结构）结构）2022-4-2931五、五、 泥浆的透水性（吸浆性能）泥浆的透水性（吸浆性能） 透水性：透水性：泥浆形成固化泥层透过水的能力。泥浆形成固化泥层透过水的能力。 透水性好，坯体形成速率快。透水性好，坯体形成速率快。影响因素：影响因素： 1. 电解质种类及加入量，

4、电解质种类及加入量，调节稀释剂加入过量或不足：调节稀释剂加入过量或不足： n面面结合，颗粒紧密，透水性差面面结合，颗粒紧密，透水性差 n部分边面或边边结合，颗粒疏松，形成毛细管，透水部分边面或边边结合，颗粒疏松，形成毛细管，透水性好性好 2. 泥浆中塑性料与瘠性料配比：泥浆中塑性料与瘠性料配比：塑性料塑性料，瘠性料，瘠性料，透水性，透水性 3. 颗粒细度颗粒细度：粒径：粒径，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应力消除应力消除形状保持形状保持2022-4-2939引力斥力1.范德华力范德华力2.局部边面的静电引力局部边面的静电引力3.毛

5、细管力。毛细管力。 其中毛细管力为最主要的作用力其中毛细管力为最主要的作用力2022-4-2940 粘土中颗粒间粘土中颗粒间斥力斥力：范围为：范围为200埃埃左右左右 ClayClay同性相斥同性相斥2022-4-29412022-4-2942F弹性变形弹性变形2022-4-2943塑性变形塑性变形F2022-4-2944F泥团断裂泥团断裂2022-4-2945水膜厚水膜厚吸引力吸引力排斥力排斥力吸力为主吸力为主可塑可塑含水量含水量2022-4-2946颗粒间：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，干泥料干泥料颗粒间距远颗粒间距远颗粒接近颗粒接近20埃埃20埃埃:泥浆状态泥浆

6、状态:塑性体塑性体:弹性体、弹性体、易断裂易断裂仅范氏力仅范氏力斥力为主斥力为主引力增大引力增大2022-4-29472022-4-2948水量适当水量适当毛细管内：水膜保持连续性 合力：吸力为主颗粒间距颗粒间距适当适当可塑性水量太小毛细管力水量太大水膜太厚颗粒间距合力：斥力或无吸引力水膜中断2022-4-29492022-4-29502022-4-29512022-4-29522022-4-2953水表面张力大最好的液体介质水膜2022-4-29542022-4-29554/29/2022564/29/2022572022-4-29582022-4-29592022-4-29604/29/2

7、02261OHMMOHHMOMOH中性中性(碱性溶液中碱性溶液中)2022-4-29622022-4-29632022-4-2964Zeta电位极值粘度Zeta电位pH value粘度最小粘度最小胶溶效果最好2022-4-2965ClAlClAlCl23ClAlClAlCl22OHAlClHClOAl233232022-4-2966Al2O3+-+-胶团2022-4-29672022-4-2968Cl-Cl-OH-取代，水化膜厚吸附层离子个数扩散层离子个数Al2O3+-+-胶粒正电荷扩散层电位电位，胶溶，胶溶Al2O3胶团2022-4-2969Al2O3+-+-Cl大量进入吸附层2022-4-

8、2970OHNaAlOOAlNaOH22322022-4-2971Al2O3+-+-结构相似 吸附AlO2-Na+类似的，PH-电位电位 PH-电位电位2022-4-2972Zeta电位极值粘度Zeta电位pH value粘度最小粘度最小胶溶效果最好2022-4-29732022-4-29742022-4-29752022-4-2976水溶液中，形水溶液中，形成网络结构成网络结构亲水保护膜亲水保护膜2022-4-2977相对粘度相对粘度阿拉伯树胶加入量阿拉伯树胶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胶溶胶溶2022-4-29782022-4-2979静电作用静电作用边棱角吸附，范氏力边棱角吸附，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( (絮凝状结构絮凝状结构 包裹水减少了有效水