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粘弹性硅氧烷悬浮液的流变行为:不可逆老化与厚糜性

软凝聚态物质 2025-11-04 v1

摘要

本文研究了悬浮于水性介质中带电掩埋纳米硅氧烷的悬浮液的流变行为,体系表现出类似软实体的一致性。我们观察到该系统表现出物理老化的 various characteristics,即随时间演化流变特性(弹性模量、松弛时间和屈服应力),这些特性在剪切熔化之后均发生变化。值得注意的是,松弛时间随时间增长的幅度超过线性,这暗示了超老化动力学。结合随时间变化的屈服应力,这一行为表明稳态剪切应力-剪切率流曲线在较低剪切率区域呈现负斜率。对在分散液准备后较晚时间进行剪切熔化(即更长的休息时间)会导致更高的粘度和屈服应力,相应的弹性模量演化也向较短时间偏移。这表明,虽然所研究的硅氧烷悬浮液在短时间尺度(小时级)内的物理老化是可逆的,但在更长时间尺度(天级)由于强剪切难以破坏已在长时间内增强的颗粒间键合,老化过程变得不可逆。我们还在基于时间依赖的 Maxwell 框架中发展了厚糜性结构动力学模型,成功很好地捕捉了实验观察到的流变行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.01212,
  title  = {Rheological Behavior of Colloidal Silica Dispersion: Irreversible Aging and Thixotropy},
  author = {Vivek Kumar and Yogesh M. Joshi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01212},
  year   = {2025}
}