浓缩硬球胶体悬浮液的壁面滑移与流动
软凝聚态物质
2015-06-03 v1
摘要
我们利用锥板流变仪和同步共聚焦成像技术，对浓缩胶体悬浮液的滑移和流动进行了全面研究。在胶体玻璃态下，对于光滑、非粘附的壁面，悬浮液的固体性质导致流变学从大应力下的 Herschel-Bulkley (HB) 体相流动行为转变为低应力下的类 Bingham 滑移行为，而这种转变在足够的胶体 - 壁面吸引力或胶体尺度的壁面粗糙度下会被抑制。可视化结果显示了滑移 - 剪切转变如何依赖于间隙尺寸和两个壁面的边界条件，并且部分滑移在远高于屈服应力时依然存在。一个结合了 Bingham 滑移定律和 HB 体相流动的现象学模型完全解释了该行为。在微观上，Bingham 定律与壁面处的薄（亚胶体尺度）润滑层有关，从而导致滑移参数对粒径和浓度的特征依赖性。我们将此与悬浮液的渗透压和屈服应力联系起来，并分析了范德华相互作用的影响。对于最高浓度，我们在屈服应力附近观察到非均匀流动，这与近期关于浓缩膏体体相剪切带化的工作一致。我们还描述了浓缩液体悬浮液中的残余滑移，其中消失的屈服应力导致在所有测量速率下（弱）滑移与体相剪切流动共存。
引用
@article{arxiv.1201.4305,
title = {Wall slip and flow of concentrated hard-sphere colloidal suspensions},
author = {P. Ballesta and G. Petekidis and L. Isa and W. C. K. Poon and R. Besseling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.4305},
year = {2015}
}