第五章固体表面与界面概要.ppt

Transient dipoles Electrons touring through orbital space Evenly distributed about nucleus On overage No dipole At any instant Electrons are unevenly distributed Dipole Transient: an instant later, electrons will have moved Dipole pointing in different direction Induced Dipoles The effect of one dipole on a neighboring atom: Electrons of atom 2 drawn towards +ve side of atom 1 “Induced” dipole in atom 2 Aligned antiparallel At least a tendency Transient Induced Dipoles An instant later… Electrons moved Dipole aligned parallel Unfavorable Like charges repel Or pointing in completely different direction On average, more time aligned favorably Net attractive force 层状复合体中晶界应力 晶界应力抑制方法 一、粘土的荷电性 两性电荷：pH值 净电荷：负电荷大于正电荷 阳离子交换特点 同号离子互相交换 离子等当量交换 交换和吸附是可逆过程 离子交换不影响粘土本身结构 阳离子交换容量影响因素 矿物组成:蒙脱石结合量大于高岭土 粘土分散度 阳离子价态 溶液pH值 三、粘土胶体的电动性质 粘土与水的作用 电动电位的影响因素 吸附反离子浓度 机质含量 阳离子半径／电价 粘土表面电荷密度／双电层厚度成正比有 泥浆的流动性和稳定性 减水剂对粘土流变性能的影响 影响泥浆结构的因素 介质呈碱性:边板面均带负电荷；增加表面负电荷 一价阳离子置换原来的吸附离子:净电斥力／溶剂化膜 阴离子的作用 　　形成不溶物质 　　形成特殊配位 影响聚结稳定性的主要因素 泥浆的触变性 定义：粘土泥浆静置以后逐渐的变稠凝固，但一经搅拌就重新恢复流动性，这样可以重复无数次，这就叫粘土泥浆的触变性 结构基础：粘土泥浆中粒子之间存在有各种力：静电力和范氏力。在力的作用下粒子之间会形成一定的结构。如果板面—边面结合或边面—边面结合，形成卡片结构，水封闭于结构内，泥浆就絮凝。这种絮凝靠的是物理力，一经搅动，卡片结构被打散，原来被封闭的水又释放出来，恢复流动性。可以经过无数次的反复，这就是触变机理。 粘土的可塑性 可塑性定义：在超过一定大小的外力作用下开始变形而不开裂，外力撤除后保持变形后的形状而不复原的能力。 表征：泥料的屈服值和开裂前达到的最大应变量乘积的大小。 泥料可塑性产生的原因 粘土颗粒之间吸引力始终大于排斥力 泥料中吸引力的来源主要有： 毛细管力：粘土颗粒周围形成一层连续水膜，由于毛细管力作用，使颗粒紧紧连在一起，产生吸引力的主要来源。 反离子为两个胶核所共同吸引 pH小于7时边面带正电板面带负电，边面-板面静电引力。 胶核之间存在着范氏引力。 泥料中排斥力的来源： 同号胶体粒子之间存在着静电斥力。 两个胶粒中的反离子之间相互排斥。 瘠性料的塑化 新型无机材料原料特点 两类分散方法 　　　调整pH值:两性氧化物 　　　表面改性:粉料悬浮 离子交换吸附的特点： 浓度相同价数越高，与粘土表面的吸力越强，交换到粘土表面上的能力越强； 价数相同、浓度相近时，离子半径越小，水化半径越大，离子中心离粘土表面越远，吸附能力弱(K+与H+除外)； 当浓度很高时，低价离子同样能交换高价离子。常见的阳离子交换能力强弱顺序是： H+Fe3+Al3+Ba2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+ 离子交换吸附的规律 水 吸附水 扩散水 自由水 胶核 粘土胶团 定义：粘土颗粒在水中表面带负电荷，通过静电作用可把交换性阳离子(称为反离子)吸引在它的周围。这些反离子一方面受负电荷的吸引靠近粘土表面，另一方面由于反离子的热运动及反离子之间的斥力，会脱离粘土颗粒向溶液中扩散，其结果构成了扩散双电层。粘土颗粒周围的阳离子只有一部分同粘土颗粒一起运动，这部分同粘土吸引得比较牢固的阳离子层，称为吸附层。另一部分阳离子距离粘土颗粒稍远，不随粘土一起运动