^{Алтоиз Б.А., Шатагина Е.А., Савин С.Н.}

^{Одесский национальный университет им.И.И. Мечникова, Украина}

Реологические особенности микронных прослоек

^{суспензий технического углерода в вазелиновом масле}

^{Одесский национальный университет им.И.И.Мечникова}

^{Для изучения процессов трения в механизмах с тонкими зазорами исследовали модельную систему в сконструированном ротационном вискозиметре [1] в диапазоне скоростей сдвиговых деформации g=50¸5000 с-1 измеряли вязкость прослоек (толщиной d=2¸50 мкм) высокодисперсных суспензий технического углерода (ТУ 100, S~100 м2/г, перетертого на бисерной мельнице в течение 5 часов) в очищенном вазелиновом масле.}

^{Непосредственно перед реологическими опытами суспензии диспергировались ультразвуком (УЗДН-1, 10 мин, 22 КГц,). Установлено, что в микронных зазорах ротационной пары вязкость вазелинового масла не зависит от скорости деформации g и не отличалается от вязкости масла μоб в его «объеме» (измеренной капиллярным вискозиметром Æ~1мм). Напротив, вязкость суспензий μсусп в области малых скоростей g от скорости зависит, уменьшаясь при ее возрастании до g~ 4000 с-1 (рис.1).}

^{Из приведенных на рис.1 зависимостей относительной hотн=μсусп/μоб вязкости прослоек (толщиной d = 5 мкм) от g для суспензий с различной концентрацией в них ТУ (0,25% и 5%) видно, что, начиная с скорости сдвиговой деформации g~4000 с-1 и более, вязкость их прослоек с дальнейшим ростом скорости деформации уже не изменяется. Заметнее эта особенность проявляется в прослойке той же толщины суспензии более концентрированной (5%). Еще более явно такой неньютоновский характер течения препарата наблюдается в более тонких прослойках суспензий. Это следует из экспериментальных графиков (рис.2) зависимостей относительной вязкости hотн концентрированной (5%) суспензии ТУ 100 в вазелиновом масле (в двух ее прослойках различной толщины d = 5 мкм и 2,5 мкм) от скорости сдвиговой деформации g, с-1. Как видно из рис.2, и вязкость прослойки суспензии толщиной d = 2,5 мкм и крутизна ее реологической кривой hотн(g) намного выше соответствующих характеристик более «толстой» прослойки.}

^{Наблюдаемая зависимость hотн(g) в микронных прослойках может быть связана с возрастанием эффективного размера частиц дисперсной фазы за счет организации на активной поверхности графитовых структур и подложках ротационной пары ассоциированных структурированных слоев [2] дисперсионной среды, а также агрегирования глобул ТУ. В малых зазорах ротационной пары вискозиметра такие эффекты заметным образом могут отразиться на течении жидкости в них. Повышение скорости сдвиговой деформации приводит к разрушению этих образований.}

^{Рис.1. Экспериментальная зависимость относительной вязкости hотн прослоек (толщиной d=5 мкм) суспензий двух концентраций ТУ 100 в вазелиновом масле от скорости сдвиговой деформации g, с-1. Концентрация ТУ 100: □ - 5%, ◊ - 0,25%. Т=24 оС.}

^{Рис.2. Экспериментальная зависимость относительной вязкости hотн суспензии ТУ 100 (концентрации 5%) в вазелиновом масле в двух ее тонких прослойках от скорости сдвиговой деформации g, с-1. Толщина прослоек d: □ -5 мкм, ◊ - 2,5 мкм. Т=24 оС.}

^{По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы:}

^{При содержании ТУ в суспензии ниже 0,25% ее реологические характеристики существенно не отличаются от дисперсионной среды. Выше 5% характер соответствует неньютоновской жидкости.}

^{В тонких прослойках суспензии ТУ в вазелиновом масле при возрастании скорости сдвига более 4*103 с-1 наблюдается снижение вязкости препарата за счет разрушения ассоциированных слоев дисперсной среды. Уменьшение размера зазора от 5 мкм до 2,5 мкм придает более экстремальный характер зависимости вязкости системы от скорости сдвига.}

^{[1] Алтоиз Б.А., Асланов С. К., Бутенко А.Ф. Ротационный вискозиметр для исследования микронных прослоек // Физика аэродисперсных систем 2005.– №. 42. – С. 53 – 65.}

^{[2] Алтоиз Б.А., Поповский Ю.М. Физика приповерхностных слоев жидкости. - Одесса: Астропринт (1996), 153 с.}