两种强内聚浓悬浮液的非单调剪切变稀流动
软凝聚态物质
2014-09-30 v3 材料科学
摘要
本文描述了两种浓且强内聚的矿物悬浮液在简单剪切下的行为，它们表现出高度非单调的流动曲线。采用了两种流变测试模式：控制应力和控制剪切速率。在控制应力模式下，材料在屈服应力以上表现出失控流动 (runaway flow)，对于其中一种悬浮液，其值在不同次运行间变化很大且看似随机，使得上行流动曲线显得相当不可重复。然而下行曲线并非如此，控制速率模式下获得的曲线也是如此，该曲线在控制应力上升出现失控流动的区域呈现三值性。对于第一种悬浮液，总应力可很好地近似分解为三部分：与塑性粘度成正比的粘性分量、恒定的等静压贡献，以及与颗粒网络相关的第三部分剪切速率依赖贡献，该贡献随剪切速率的 -7/10 次幂增加而减小。对于第二种悬浮液，应力也可沿类似路线分解，尽管发现固相应力的应变速率软化是对数的，且不可约的等静压应力很小。结合最近的模拟讨论了流动曲线，它们符合一个非常简单但通用的规则，用于解释内聚悬浮液和乳液中的非单调行为，即这种行为是由固相应力的应变速率软化引起的。
引用
@article{arxiv.1406.0091,
title = {The non-monotonic shear-thinning flow of two strongly cohesive concentrated suspensions},
author = {Richard Buscall and Tiara E. Kusuma and Anthony D. Stickland and Sayuri Rubasingha and Peter J. Scales and Hui-En Teo and Graham L. Worrall},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.0091},
year = {2014}
}
备注
Revised and corrected version accepted by J. non-Newtonian Fluid Mech., this version 24 pages, 9 Figs inc. graphical abstract