老化黏土悬浮液中粒子尺度动力学的演化

我们采用多散斑X射线光子相关光谱来表征由高电荷、纳米级圆盘形成的胶体悬浮液的慢动力学。在对应于粒子间长度尺度的散射波矢 $q$ 处，动态结构因子遵循 $f(q,t) \sim \exp[-(t/\tau)^{\beta}$] 的形式，其中 $\beta \approx$ 1.5。特征弛豫时间 $\tau$ 随样品年龄 $t_a$ 的增加近似按 $\tau \sim t_a^{1.8}$ 增长，并随 $q$ 的增加近似按 $\tau \sim q^{-1}$ 减小。这种压缩指数衰减及其弛豫时间与 $q$ 成反比的变化，与近期描述无序弹性介质中由随机局部结构重排引起的应变动力学的模型一致。测得的 $f(q,t)$ 衰减幅度随 $q$ 的变化方式暗示了短时间内的笼闭粒子运动。该运动范围的减小以及悬浮液电导率随 $t_a$ 的增加而增加，表明粒子间排斥力的增强是模型所暗示的内部应力发展的机制。