膠體的流變性質(zhì)

1、六、膠體的流變性質(zhì)六、膠體的流變性質(zhì) rheologicrheologic 流變性質(zhì)：流變性質(zhì)： 是指物質(zhì)在外力作用下的變形、和流動(dòng)的是指物質(zhì)在外力作用下的變形、和流動(dòng)的性質(zhì)性質(zhì) 膠體的流變性質(zhì)關(guān)聯(lián)到許多重要的生產(chǎn)問題膠體的流變性質(zhì)關(guān)聯(lián)到許多重要的生產(chǎn)問題 如油漆、如油漆、 鉆井液、鉆井液、 果醬、果醬、 血液粘度血液粘度血栓、血栓、 瀝青、瀝青、 陶土的成形陶土的成形 膠體流變性質(zhì)常用膠體流變性質(zhì)常用來估計(jì)質(zhì)點(diǎn)的大小、形狀來估計(jì)質(zhì)點(diǎn)的大小、形狀，及，及質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)與介質(zhì)間介質(zhì)間的的相互作用相互作用 如果所調(diào)油漆太稠如果所調(diào)油漆太稠, 會(huì)造成流平度不佳會(huì)造成流平度不佳, 可能產(chǎn)生裂痕可能產(chǎn)生裂痕

2、 油漆一次刷得太厚，即會(huì)造成流淌油漆一次刷得太厚，即會(huì)造成流淌 刷的太薄刷的太薄不均勻不均勻刷得太厚刷得太厚流淌流淌 鉆井液的流變性對(duì)鉆井工作的影響鉆井液的流變性對(duì)鉆井工作的影響 鉆井液又稱為鉆井用泥漿，鉆井液又稱為鉆井用泥漿， 在在鉆井過程中用泵將鉆井液送入孔中鉆井過程中用泵將鉆井液送入孔中 可以可以保證高效、安全鉆井，防止井漏、井噴保證高效、安全鉆井，防止井漏、井噴 對(duì)其要求是：對(duì)其要求是： 高高剪切速率下剪切速率下 要求鉆頭處要求鉆頭處 鉆井液的粘度要低，鉆井液的粘度要低， 低有利于高壓噴射鉆井低有利于高壓噴射鉆井 低剪切速率下低剪切速率下 要求要求（環(huán)空內(nèi)）粘度（環(huán)空內(nèi)）粘度增加增加

3、既有利于帶沙、提屑，既有利于帶沙、提屑， 利用利用較粘稠的泥漿較粘稠的泥漿 可起到好的可起到好的粘結(jié)護(hù)壁作用粘結(jié)護(hù)壁作用 要使制品粒子均勻分散性要使制品粒子均勻分散性更好，還要更好，還要使得果醬中質(zhì)體不離析使得果醬中質(zhì)體不離析 果醬太黏：果醬太黏： 果醬太稀：果醬太?。?去醫(yī)院驗(yàn)血，去醫(yī)院驗(yàn)血，己不再己不再是是”血粘度檢查血粘度檢查”，而是，而是”血液流變學(xué)檢查血液流變學(xué)檢查”，什么叫血液流變學(xué)什么叫血液流變學(xué) ? 1920年，Binham首先提出流變的概念：在應(yīng)力的作用下，物體可產(chǎn)生流動(dòng)與變形； 1948年，Copley提出生物流變的概念， 血液、淋巴液、玻璃體，軟組織如血管、肌肉、晶體、骨

4、骼，細(xì)胞質(zhì)均可發(fā)生流變； 1951年，開始研究血液及其有形成分的流動(dòng)性與形變規(guī)律的血液流變學(xué)； 粘度是衡量物質(zhì)粘稠程度的物理量，物質(zhì)的流動(dòng)性與其粘稠程度有很大關(guān)系。 如水、牛奶很稀易于流動(dòng)，而油、瀝青就很粘稠不易流動(dòng)。 血具血具一定粘度，這是因?yàn)檠褐泻嗔考t細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等。一定粘度，這是因?yàn)檠褐泻嗔考t細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等。 血漿中含各種蛋白，血漿中含各種蛋白，尤其紅細(xì)胞尤其紅細(xì)胞的軟硬程度、聚集能力、變形能力的軟硬程度、聚集能力、變形能力等影響血液粘度等影響血液粘度 研究全血在各切變率下的表現(xiàn)粘度稱為研究全血在各切變率下的表現(xiàn)粘度稱為宏觀流變學(xué)宏觀流變學(xué) 了解和掌握血液在人體內(nèi)

5、的流動(dòng)狀態(tài)，是處于生理狀態(tài)還是處于病理狀態(tài)了解和掌握血液在人體內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，是處于生理狀態(tài)還是處于病理狀態(tài) 宏觀血液流變學(xué)檢驗(yàn)重要指標(biāo)為：宏觀血液流變學(xué)檢驗(yàn)重要指標(biāo)為：血液粘度、血漿粘度、血沉、血液及管壁應(yīng)力分布血液粘度、血漿粘度、血沉、血液及管壁應(yīng)力分布 研究血液有形成分的流變學(xué)，如紅細(xì)胞的變形、聚集、表面電荷等研究血液有形成分的流變學(xué)，如紅細(xì)胞的變形、聚集、表面電荷等， 血細(xì)胞血細(xì)胞流變學(xué)流變學(xué) 紅細(xì)胞紅細(xì)胞聚集性、紅細(xì)胞變形性聚集性、紅細(xì)胞變形性、血小板聚集、血小板聚集性、性、血小板地帶血小板地帶網(wǎng)粘附性等網(wǎng)粘附性等， 細(xì)胞流變學(xué)細(xì)胞流變學(xué) 從分子水平研究血液成分的流變特性從分子水平研究

6、血液成分的流變特性， 分子血液流變學(xué)分子血液流變學(xué) 血流變儀血流變儀 流變性與非牛頓流體的概念密切相關(guān)流變性與非牛頓流體的概念密切相關(guān) 1 1、基本概念和、基本概念和術(shù)語術(shù)語 切變速度、切應(yīng)力與粘度切變速度、切應(yīng)力與粘度 最最熟悉的流變性質(zhì)是熟悉的流變性質(zhì)是粘度，粘度粘度，粘度表示液態(tài)物質(zhì)在流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的大小。表示液態(tài)物質(zhì)在流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的大小。 為了為了給粘度下定義，先來分析一下液體的流動(dòng)給粘度下定義，先來分析一下液體的流動(dòng)： 在流速較慢的河里，在流速較慢的河里， 河道各處水流方向雖一致，但速度卻很不相同。河道各處水流方向雖一致，但速度卻很不相同。 此時(shí)，可以把流動(dòng)的液體看作相互平行移動(dòng)的

7、液層此時(shí)，可以把流動(dòng)的液體看作相互平行移動(dòng)的液層 河的中心處水流最快河的中心處水流最快 越越靠近河岸，水流越慢靠近河岸，水流越慢 離河岸的距離離河岸的距離 水的流速水的流速 由于各層的流速不同，便形成速度梯度。由于各層的流速不同，便形成速度梯度。 流動(dòng)慢的液層阻滯著較快流動(dòng)的液層運(yùn)動(dòng)流動(dòng)慢的液層阻滯著較快流動(dòng)的液層運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生了流動(dòng)阻力。產(chǎn)生了流動(dòng)阻力。 液層要維持一定的速度梯度流動(dòng)，必須獲得一個(gè)與流動(dòng)阻力相反的反向力。液層要維持一定的速度梯度流動(dòng)，必須獲得一個(gè)與流動(dòng)阻力相反的反向力。 這個(gè)力稱為這個(gè)力稱為切力切力 ，單位是，單位是N/m2。 速度梯度也叫速度梯度也叫切變速度切變速度D，簡稱切速

8、，簡稱切速。 切速與切力間的關(guān)系式切速與切力間的關(guān)系式 稱為牛頓公式：稱為牛頓公式： 血液在血管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)分為許多液層，每血液在血管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)分為許多液層，每層流速不同層流速不同， 愈愈靠近血管中心，流速愈快，距血管中心愈遠(yuǎn)，流速愈慢?？拷苤行?，流速愈快，距血管中心愈遠(yuǎn)，流速愈慢。 管壁處的血液附著在管壁上，流速為零。管壁處的血液附著在管壁上，流速為零。稱為血液的層流稱為血液的層流。 全血粘度測定也使用這個(gè)模型全血粘度測定也使用這個(gè)模型 空腹空腹靜脈血靜脈血5ml5ml, ,以以肝素或肝素或EDTAEDTA鹽鹽抗凝抗凝，4h4h內(nèi)測定內(nèi)測定 全全血粘度血粘度的報(bào)告的報(bào)告方式一般包括

9、高、低切變率下的粘度方式一般包括高、低切變率下的粘度 在層流中，單位距離的血液的液層流速不同，層間速度差叫切變速度,簡稱切變率（s-1）， 切變率分類：高切變率（范圍100200 s-1）， 中切變率（5060 s-1） 低切變率（120 s-1）。 在液層流中，相對(duì)移動(dòng)的各層之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的方向一般是沿液層面的切線，在液層流中，相對(duì)移動(dòng)的各層之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的方向一般是沿液層面的切線， 流動(dòng)時(shí)，血液的變形正是這種力所引起的，就是流動(dòng)時(shí)，血液的變形正是這種力所引起的，就是切切應(yīng)力應(yīng)力。 全血粘度測定的正常參考值全血粘度測定的正常參考值 男男 全血低切粘度全血低切粘度 7.51 10.09

10、 mpa.s 女女 全血低切粘度全血低切粘度 5.84 - 8.05 mpa.s 男男 全血高切粘度全血高切粘度 5.63 6.67 mpa.s 女女 全血高切粘度全血高切粘度 4.74 - 5.86 mpa.s 血粘度高：引起血粘度高：引起血流阻力增加血流阻力增加，血，血流速度減慢流速度減慢，導(dǎo)致，導(dǎo)致血流停滯血流停滯，影響，影響臟器血液臟器血液供應(yīng)供應(yīng) 正常紅細(xì)胞：正常紅細(xì)胞： 呈粉紅色圓盤狀，兩面內(nèi)凹，薄而色淺，細(xì)胞表面邊緣光滑，細(xì)呈粉紅色圓盤狀，兩面內(nèi)凹，薄而色淺，細(xì)胞表面邊緣光滑，細(xì) 胞大小均一，互不粘連。胞大小均一，互不粘連。 血液粘度較高，紅細(xì)胞已基本失去活力血液粘度較高，紅細(xì)胞

11、已基本失去活力， 紅細(xì)胞紅細(xì)胞有效的表面積大量減少，導(dǎo)致氧氣輸送發(fā)生極大障礙有效的表面積大量減少，導(dǎo)致氧氣輸送發(fā)生極大障礙。 如果如果該狀況不能及時(shí)糾正，患者就會(huì)出現(xiàn)疲乏、衰弱、瞌睡該狀況不能及時(shí)糾正，患者就會(huì)出現(xiàn)疲乏、衰弱、瞌睡。 會(huì)會(huì)形成大的血凝塊，造成血管內(nèi)堵塞形成大的血凝塊，造成血管內(nèi)堵塞 血小板形成的聚集團(tuán)塊可以阻塞血管，血小板形成的聚集團(tuán)塊可以阻塞血管， 增加血粘度，使血流緩慢，導(dǎo)致血栓形成增加血粘度，使血流緩慢，導(dǎo)致血栓形成 影響影響稀濃度膠體溶液粘度的因素稀濃度膠體溶液粘度的因素 分散相分散相濃度，濃度，愛因斯坦愛因斯坦公式：公式：=0(1+2.5) ，為為分散相的分散相的體積

12、分?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)，0為介質(zhì)粘度為介質(zhì)粘度 溫度；溫度； 質(zhì)點(diǎn)形狀：質(zhì)點(diǎn)形狀：質(zhì)點(diǎn)形狀對(duì)稱，符合愛因斯坦公式 質(zhì)點(diǎn)形狀不對(duì)稱，則偏離公式，粘度增加。 質(zhì)點(diǎn)大?。嘿|(zhì)點(diǎn)大?。嘿|(zhì)點(diǎn)形狀對(duì)稱，粘度與大小無關(guān)， 若不對(duì)稱，則大質(zhì)點(diǎn)粘度大。 電荷的影響：電荷的影響：粒子帶電，粘度增加。粒子帶電，粘度增加。 形形色色的非牛頓流體形形色色的非牛頓流體 血液、淋巴液、囊液等，以及像細(xì)胞質(zhì)那樣的“半流體”， 聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龍6、賽璐珞、滌綸、橡膠溶液、工程塑料、化纖的熔體、溶液； 石油、泥漿、水煤漿、紙漿、油漆、油墨、牙膏、鉆井用的洗井液和完井液、磁漿、泡沫、液晶、高含 沙水流、泥石流、地幔等； 西

13、紅柿汁、淀粉液、蛋清、蘋果漿、菜湯、濃糖水、醬油、果醬、煉乳、瓊脂、土豆?jié){、熔化巧克力、 面團(tuán)、米粉團(tuán)、以及魚糜、肉糜等各種糜狀食品物料。 有時(shí)為了工業(yè)生產(chǎn)的目的，在某種牛頓流體中，加入一些聚合物，在改進(jìn)其性能的同時(shí)，也將 其變成為非牛頓流體，如為提高石油產(chǎn)量使用的壓裂液、新型潤滑劑等。 也有人將血液、果漿、蛋清、奶油等這些非常黏稠的液體，牙膏、石油、泥漿、油漆、各種聚 合物（聚乙烯、尼龍、滌綸、橡膠等）溶液等非牛頓流體，稱為軟物質(zhì) 非牛頓流體的奇妙特性及應(yīng)用非牛頓流體的奇妙特性及應(yīng)用 射流脹大射流脹大 這種射流脹大現(xiàn)象，也叫這種射流脹大現(xiàn)象，也叫Barus效應(yīng)，或效應(yīng)，或Merrington

14、效應(yīng)效應(yīng) 奶酪生產(chǎn)情景：奶酪生產(chǎn)情景： 奶酪從管中流出后馬上脹大奶酪從管中流出后馬上脹大 爬桿效應(yīng)爬桿效應(yīng) 1944年年Weissenberg在英國倫敦帝國學(xué)院，公開表演了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在英國倫敦帝國學(xué)院，公開表演了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)： 在一只盛有黏彈性流體（非牛頓流體的一種）的燒杯里，旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)桿。在一只盛有黏彈性流體（非牛頓流體的一種）的燒杯里，旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)桿。 對(duì)牛頓流體對(duì)牛頓流體， 由于離心力的作用，液面將呈凹形；由于離心力的作用，液面將呈凹形； 對(duì)黏彈性對(duì)黏彈性流體流體，向，向杯中心流動(dòng)杯中心流動(dòng)，并，并沿桿向上爬沿桿向上爬，液面變，液面變 凸凸形形，甚至在桿，甚至在桿旋轉(zhuǎn)速度很低時(shí)，也旋轉(zhuǎn)

15、速度很低時(shí)，也可觀察可觀察到這一到這一現(xiàn)象現(xiàn)象 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)混合器時(shí)，必須考慮混合器時(shí)，必須考慮 爬桿效應(yīng)的影響爬桿效應(yīng)的影響。 同樣，設(shè)計(jì)同樣，設(shè)計(jì)非牛頓流體的非牛頓流體的 輸運(yùn)泵時(shí)，也應(yīng)考慮和利輸運(yùn)泵時(shí)，也應(yīng)考慮和利 用這一效應(yīng)用這一效應(yīng) 無管虹吸無管虹吸 將管子慢慢地從容器撥起時(shí)，將管子慢慢地從容器撥起時(shí)， 可看到雖然管子己不再插在液體里?？煽吹诫m然管子己不再插在液體里。 液體仍源源不斷地從杯中抽出，繼續(xù)流進(jìn)管里。液體仍源源不斷地從杯中抽出，繼續(xù)流進(jìn)管里。 甚至更簡單些，連虹吸管都不要，甚至更簡單些，連虹吸管都不要， 將裝滿該液體的燒杯微傾，使液體流下，將裝滿該液體的燒杯微傾，使液體流下，

16、該過程一旦開始，就不會(huì)中止，直到杯中液體都該過程一旦開始，就不會(huì)中止，直到杯中液體都流光流光 對(duì)于牛頓流體來說，在虹吸實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將虹吸管提離液面，虹吸馬上就會(huì)停止。對(duì)于牛頓流體來說，在虹吸實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將虹吸管提離液面，虹吸馬上就會(huì)停止。 但對(duì)高分子液體，如聚醣在水中的輕微凝肢體系等，很容易表演無管虹吸實(shí)驗(yàn)。但對(duì)高分子液體，如聚醣在水中的輕微凝肢體系等，很容易表演無管虹吸實(shí)驗(yàn)。 這種無管虹吸的特性，是合成纖維具備可紡性的基礎(chǔ)。這種無管虹吸的特性，是合成纖維具備可紡性的基礎(chǔ)。 湍流減阻湍流減阻 減阻效應(yīng)也稱為減阻效應(yīng)也稱為Toms效應(yīng)，效應(yīng)， 雖然道理雖然道理尚未弄得很清楚，卻己有不錯(cuò)的尚未弄得

17、很清楚，卻己有不錯(cuò)的應(yīng)用應(yīng)用 在消防水中添加少量聚乙烯氧化物，在消防水中添加少量聚乙烯氧化物， 可使消防車龍頭噴出的水的揚(yáng)程提高一倍可使消防車龍頭噴出的水的揚(yáng)程提高一倍以上以上 高濃度分散體系的流變性質(zhì)高濃度分散體系的流變性質(zhì) 流變曲線流變曲線 第五類第五類-觸變流體型；觸變流體型； 以切變速度對(duì)切應(yīng)力作圖以切變速度對(duì)切應(yīng)力作圖 可以將濃度較高的分散體系按流變曲線分為四類可以將濃度較高的分散體系按流變曲線分為四類： 牛頓型；牛頓型； 塑性體；塑性體； 假塑體；假塑體； 漲流體；漲流體； 牛頓體牛頓體 D-關(guān)系為直線，且通過原點(diǎn)關(guān)系為直線，且通過原點(diǎn) 在任意小的外力的作用下，液體就能發(fā)生流動(dòng)在任

18、意小的外力的作用下，液體就能發(fā)生流動(dòng)。 牛頓流體牛頓流體是指在任意小的外力作用下即能流動(dòng)的流體是指在任意小的外力作用下即能流動(dòng)的流體 牛頓流體單用粘度就足以表征其流變性。牛頓流體單用粘度就足以表征其流變性。 從從D-直線關(guān)系可見：直線關(guān)系可見： 直線的斜率越小，液體的粘度越大。直線的斜率越小，液體的粘度越大。 =D 塑性體塑性體,也叫也叫Bingham流體流體 其流變曲線也是直線，其流變曲線也是直線， 但不通過原點(diǎn)，但不通過原點(diǎn)， 而是與切力軸交于而是與切力軸交于y處，處， 表明只有當(dāng)表明只有當(dāng) y時(shí)，液體才能流動(dòng)，時(shí)，液體才能流動(dòng)， y 稱為屈服值。稱為屈服值。 用力用力很輕時(shí)很輕時(shí)：則牙膏

19、并不流出：則牙膏并不流出，只是，只是膏面由平變凸，一松手又變平；膏面由平變凸，一松手又變平； 用力用力稍大時(shí)稍大時(shí)：牙膏從管中流出，再也不能縮回去；：牙膏從管中流出，再也不能縮回去； 擠牙膏時(shí)是什么狀況？擠牙膏時(shí)是什么狀況？ 像牙膏這類流體的特點(diǎn)是：像牙膏這類流體的特點(diǎn)是： 具有可塑性具有可塑性-這樣的流體這樣的流體稱為稱為塑性體塑性體 使塑性體開始流動(dòng)所需要施加的臨界切應(yīng)力，使塑性體開始流動(dòng)所需要施加的臨界切應(yīng)力，稱為稱為屈服值屈服值 外加切力較小時(shí)，不會(huì)流動(dòng)，只發(fā)生彈性變形；外加切力較小時(shí)，不會(huì)流動(dòng)，只發(fā)生彈性變形； 一旦切力超過某一數(shù)值，體系的變形就是永久的；一旦切力超過某一數(shù)值，體系的

20、變形就是永久的； 其它塑性體例子：其它塑性體例子： 鉆井泥漿、油墨鉆井泥漿、油墨 施加額外的力方能破壞結(jié)構(gòu)。施加額外的力方能破壞結(jié)構(gòu)。 靜止的時(shí)候形成三維空間結(jié)構(gòu)，靜止的時(shí)候形成三維空間結(jié)構(gòu)， 在爆炸條件下，要把通常的固體當(dāng)作流體彈塑性體在爆炸條件下，要把通常的固體當(dāng)作流體彈塑性體, 兼有流體性質(zhì)和彈塑性或粘彈塑性固體性質(zhì)的連續(xù)介質(zhì)兼有流體性質(zhì)和彈塑性或粘彈塑性固體性質(zhì)的連續(xù)介質(zhì) 在高壓、瞬時(shí)、大變形過程中在高壓、瞬時(shí)、大變形過程中, 介質(zhì)的流動(dòng)應(yīng)力在某些部位遠(yuǎn)小于慣性力介質(zhì)的流動(dòng)應(yīng)力在某些部位遠(yuǎn)小于慣性力(和壓力和壓力)， 因而其行為接近于流體。因而其行為接近于流體。 聚能效應(yīng)示意圖聚能效應(yīng)

21、示意圖 聚能裝藥在爆炸后，聚能裝藥在爆炸后， 爆轟波爆轟波從起爆處迅速向前傳播，到達(dá)從起爆處迅速向前傳播，到達(dá)V V形部分形部分 爆轟波爆轟波波陣面波陣面和其后形成的和其后形成的爆轟產(chǎn)物壓力波爆轟產(chǎn)物壓力波的一個(gè)側(cè)向的一個(gè)側(cè)向分量分量 將將V字形金屬藥罩向內(nèi)高速壓垮字形金屬藥罩向內(nèi)高速壓垮 由于受到的是高速?zèng)_擊，由于受到的是高速?zèng)_擊， 此時(shí)金屬藥罩有部分處于一種此時(shí)金屬藥罩有部分處于一種流動(dòng)的固體狀態(tài)流動(dòng)的固體狀態(tài)， 該狀態(tài)稱之為該狀態(tài)稱之為流體彈塑性體流體彈塑性體， 這就是間隔裝甲這就是間隔裝甲防破甲防破甲所依賴的原理所依賴的原理 我我軍軍最新式最新式9999主主戰(zhàn)戰(zhàn)坦克穿甲坦克穿甲彈彈 1

22、25毫米高膛壓滑膛坦克毫米高膛壓滑膛坦克炮炮 裝備裝備三種三種彈彈： 尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈 破甲彈 榴彈。 鎢合金尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈時(shí)，可在2000米距離上擊穿850毫米的均質(zhì)裝甲， 特種合金尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈時(shí)，同距離穿甲能力達(dá)960毫米以上， 裝甲在遭到射流撞擊后裝甲在遭到射流撞擊后，會(huì)會(huì)在受到撞擊的地方變成會(huì)在受到撞擊的地方變成會(huì)流動(dòng)、但是流動(dòng)、但是還是固體的金屬還是固體的金屬， 因此因此金屬的防護(hù)力就相當(dāng)于降低了。金屬的防護(hù)力就相當(dāng)于降低了。 破甲的過程：破甲的過程： 高速的金屬射流形成后，高速的金屬射流形成后， 其碰撞裝甲時(shí)壓強(qiáng)極高，可達(dá)數(shù)萬兆帕斯卡，速度也極高，在6000米每秒以上，

23、 最新的破甲彈的射流速度已經(jīng)突破10公里每秒的大關(guān) 如此高如此高壓強(qiáng)壓強(qiáng)高速度沖擊高速度沖擊作用下，作用下，金屬變成流動(dòng)的固體金屬變成流動(dòng)的固體，破破甲射流依靠這個(gè)作用甲射流依靠這個(gè)作用形成形成 鎢合金穿甲彈鎢合金穿甲彈 流體彈塑性體模型和理論的提出者流體彈塑性體模型和理論的提出者-鄭哲敏院士鄭哲敏院士 著名力學(xué)家、爆炸力學(xué)專家。 長期從事固體力學(xué)研究，開拓了我國的爆炸力學(xué)事 業(yè)。 提出了流體彈塑性體模型和理論，提出了流體彈塑性體模型和理論， 在爆炸加工、巖土爆破、核爆炸效應(yīng)、穿甲破甲、材料動(dòng)在爆炸加工、巖土爆破、核爆炸效應(yīng)、穿甲破甲、材料動(dòng) 態(tài)破壞、瓦斯突出等方面取態(tài)破壞、瓦斯突出等方面取

24、得重要成果得重要成果 1924年10月2日 生於山東省濟(jì)南市 19431947年 西南聯(lián)合大學(xué)電機(jī)工程系及機(jī)械工程系 19481952年 美國加利福尼亞理工學(xué)院機(jī)械工程系 1955年回國 假塑體假塑體 pseudoplasticpseudoplastic fluid fluid 表觀粘度隨切力增加而下降，表觀粘度隨切力增加而下降， 整體結(jié)構(gòu)很弱，整體結(jié)構(gòu)很弱，越攪越快，顯得越稀。越攪越快，顯得越稀。 流變曲線通過原點(diǎn)，為凸向切力軸曲線流變曲線通過原點(diǎn)，為凸向切力軸曲線，無，無屈服值，屈服值， 大多高分子溶液、乳狀液屬于假塑體。大多高分子溶液、乳狀液屬于假塑體。 選煤廠煤泥的流變性選煤廠煤泥的流

25、變性, 選煤廠煤泥漿在濃度為選煤廠煤泥漿在濃度為61-68時(shí)主要表現(xiàn)為賓漢體時(shí)主要表現(xiàn)為賓漢體-; 在濃度為在濃度為68-73時(shí)主要表現(xiàn)為假塑性體時(shí)主要表現(xiàn)為假塑性體; 當(dāng)濃度大于當(dāng)濃度大于73時(shí)又表現(xiàn)為賓漢體時(shí)又表現(xiàn)為賓漢體. 漲流體漲流體 dilatant fluiddilatant fluid 流變曲線流變曲線通過原點(diǎn)，為凹向切力軸曲線，通過原點(diǎn)，為凹向切力軸曲線， 例如：淀粉例如：淀粉 漲流體的形成通常需要滿足兩個(gè)條件：漲流體的形成通常需要滿足兩個(gè)條件： A、分散濃度需要相當(dāng)大，且在一個(gè)比較狹窄的范圍內(nèi)；、分散濃度需要相當(dāng)大，且在一個(gè)比較狹窄的范圍內(nèi)； B、顆粒應(yīng)當(dāng)是分散的，而不是聚集

26、的，由此粘度小；、顆粒應(yīng)當(dāng)是分散的，而不是聚集的，由此粘度??； 切力較大時(shí)，許多顆粒攪在一起，流動(dòng)阻力增大，顯得越稠。切力較大時(shí)，許多顆粒攪在一起，流動(dòng)阻力增大，顯得越稠。 漲流體的表觀粘度隨切速增加而變大漲流體的表觀粘度隨切速增加而變大, , 攪動(dòng)越快，顯得越稠。攪動(dòng)越快，顯得越稠。 觸變型流體觸變型流體 屬于塑性體的一種，其特點(diǎn)是屬于塑性體的一種，其特點(diǎn)是: :觸變性。觸變性。 如：濃度相當(dāng)大的如：濃度相當(dāng)大的FeFe2 2O O3 3HH2 2O O或者或者V V2 2O O5 5水溶膠水溶膠于試管中靜止一段時(shí)間，即呈半固體于試管中靜止一段時(shí)間，即呈半固體狀態(tài)狀態(tài) 將試管倒置，樣品并不流

27、出。將試管倒置，樣品并不流出。 若若將試管激烈搖動(dòng)，又可以恢復(fù)到原來的流體狀態(tài)將試管激烈搖動(dòng)，又可以恢復(fù)到原來的流體狀態(tài) 此種現(xiàn)象可以任意重復(fù)。此種現(xiàn)象可以任意重復(fù)。 人們?nèi)藗儼堰@種搖動(dòng)變成流體、靜止后又變成半固體的性質(zhì)叫做觸變性。把這種搖動(dòng)變成流體、靜止后又變成半固體的性質(zhì)叫做觸變性。 觸變性產(chǎn)生的原因觸變性產(chǎn)生的原因比較流行的看法是：比較流行的看法是： 針狀、片狀質(zhì)點(diǎn)較球形質(zhì)點(diǎn)更易于表現(xiàn)出觸變性針狀、片狀質(zhì)點(diǎn)較球形質(zhì)點(diǎn)更易于表現(xiàn)出觸變性 因?yàn)樗鼈兊倪吔恰⒛┒碎g相互吸引更易于搭成架子。因?yàn)樗鼈兊倪吔?、末端間相互吸引更易于搭成架子。 流動(dòng)時(shí)，架子被拆散；流動(dòng)時(shí)，架子被拆散； 被拆散的架子靠布朗

28、運(yùn)動(dòng)在重建結(jié)構(gòu)。被拆散的架子靠布朗運(yùn)動(dòng)在重建結(jié)構(gòu)。 此圖表明，隨著剪切速度r的升高，剪切應(yīng)力r也逐漸升高。到達(dá)某一選定的 最高值(C點(diǎn))后，逐漸降低剪切速度，剪切應(yīng)力也相應(yīng)下降，可得到一直線 (CA)。其上行線和下行線不重合，形成一月牙形的圈，此圈稱為“滯后圈”。 這是具有觸變性體系的流變特性。一般粘土泥漿、水泥漿、釉料漿等具有此 種流變特性。 墨水、筆與中性墨水墨水、筆與中性墨水 墨水是人們在一切社會(huì)活動(dòng)中所必須的書寫材料之一 20042004年我國向國內(nèi)銷售值約達(dá)年我國向國內(nèi)銷售值約達(dá)113113億億元，出口元，出口值約值約68686 6億元，國內(nèi)億元，國內(nèi)44444 4億元億元 包括制筆

29、產(chǎn)品、墨水、筆包括制筆產(chǎn)品、墨水、筆零件，零件，100100多個(gè)國家和地區(qū)多個(gè)國家和地區(qū) . . 自來水筆的產(chǎn)量居世界第一位(165億支左右)， 圓珠筆的產(chǎn)量是150億支，居世界第一位， 活動(dòng)鉛筆的年產(chǎn)量為5億支，居世界第三位。 我國各種筆類產(chǎn)品的產(chǎn)量和出口量均已占世界第一， 二、中性筆國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r：二、中性筆國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r： 中性筆起源于日本，中性筆起源于日本， SAKURA株式會(huì)社株式會(huì)社1984年推出年推出“BALLSIGN的產(chǎn)品；的產(chǎn)品； 1988年日本年日本PENTEL株式會(huì)社研制成功被稱為株式會(huì)社研制成功被稱為“HYBRID的產(chǎn)品，中性筆由此宣告誕生。的產(chǎn)品，中性筆由此宣告誕生。

30、 隨后，昌隆、愛好、樂美、成路、白金、百能、晨光等頗具實(shí)力的制筆企業(yè)相繼開始隨后，昌隆、愛好、樂美、成路、白金、百能、晨光等頗具實(shí)力的制筆企業(yè)相繼開始 生產(chǎn)中性筆，其筆尖、墨水也依賴進(jìn)口。生產(chǎn)中性筆，其筆尖、墨水也依賴進(jìn)口。 目前，我國中性筆的產(chǎn)量已達(dá)目前，我國中性筆的產(chǎn)量已達(dá)10億支之多了，其中出口量也超過億支之多了，其中出口量也超過7億支，中性筆和水億支，中性筆和水 性筆的產(chǎn)量也已占到圓珠筆產(chǎn)量的性筆的產(chǎn)量也已占到圓珠筆產(chǎn)量的35以上，據(jù)市場發(fā)展趨勢，看來近年來中性筆的以上，據(jù)市場發(fā)展趨勢，看來近年來中性筆的 產(chǎn)量還將持續(xù)攀升。產(chǎn)量還將持續(xù)攀升。 90年代中期，溫州一企業(yè)開始批量生產(chǎn)中性筆

31、，當(dāng)時(shí)由于工藝不十分成熟等原因而導(dǎo)年代中期，溫州一企業(yè)開始批量生產(chǎn)中性筆，當(dāng)時(shí)由于工藝不十分成熟等原因而導(dǎo) 致的質(zhì)量不穩(wěn)定，因此未能在國內(nèi)形成市場。致的質(zhì)量不穩(wěn)定，因此未能在國內(nèi)形成市場。 此后寧波貝發(fā)公司采用進(jìn)口筆尖、進(jìn)口的墨水和浮塞脂，開始成功地批量生產(chǎn)中性筆，此后寧波貝發(fā)公司采用進(jìn)口筆尖、進(jìn)口的墨水和浮塞脂，開始成功地批量生產(chǎn)中性筆， 其產(chǎn)品主要銷往國外。其產(chǎn)品主要銷往國外。 雖然我國是制筆大國，但還不是制筆強(qiáng)國，雖然我國是制筆大國，但還不是制筆強(qiáng)國， 生產(chǎn)的技術(shù)、材料沒有得到充分解決，生產(chǎn)的技術(shù)、材料沒有得到充分解決， 墨水與筆頭墨水與筆頭 國產(chǎn)筆大都屬于普及型產(chǎn)品，價(jià)位較低，高檔產(chǎn)品

32、市場為國外公司所占據(jù)。國產(chǎn)筆大都屬于普及型產(chǎn)品，價(jià)位較低，高檔產(chǎn)品市場為國外公司所占據(jù)。 目前我國的中性筆的生產(chǎn)主要存在三個(gè)問題：目前我國的中性筆的生產(chǎn)主要存在三個(gè)問題： ( (一一) )筆頭質(zhì)量（主要依賴進(jìn)口）。筆頭質(zhì)量（主要依賴進(jìn)口）。 ( (二二) )中性墨水質(zhì)量（主要依賴進(jìn)口）。中性墨水質(zhì)量（主要依賴進(jìn)口）。 ( (三三) )裝配機(jī)，我國僅生產(chǎn)單機(jī)，加工精度和效率低。裝配機(jī)，我國僅生產(chǎn)單機(jī)，加工精度和效率低。 個(gè)別中性個(gè)別中性筆企業(yè)筆企業(yè)，以劣質(zhì)或降低，以劣質(zhì)或降低質(zhì)量的質(zhì)量的產(chǎn)品和很難想像的低價(jià)，參與產(chǎn)品和很難想像的低價(jià)，參與國內(nèi)外的競銷國內(nèi)外的競銷 品種少，品種少， 不能滿足制筆行

33、業(yè)的需求，無法取代進(jìn)口中性墨水不能滿足制筆行業(yè)的需求，無法取代進(jìn)口中性墨水 質(zhì)量不高，中性墨水雖有多家企業(yè)在研制，質(zhì)量不高，中性墨水雖有多家企業(yè)在研制， 中性筆的墨水問題十分突出。中性筆的墨水問題十分突出。 按目前我國中性墨水的需求量，一年進(jìn)口中性墨水按目前我國中性墨水的需求量，一年進(jìn)口中性墨水800800多噸，多噸， 每噸中性墨水進(jìn)口價(jià)為每噸中性墨水進(jìn)口價(jià)為1 12 2萬美元，需花去萬美元，需花去10001000多萬美元。多萬美元。 中性墨水問題中性墨水問題 中性墨水筆的中性墨水的研制開發(fā)難度較大，中性墨水筆的中性墨水的研制開發(fā)難度較大， 目前有日本、美國、德國、韓國等國生產(chǎn)中性墨水目前有日

34、本、美國、德國、韓國等國生產(chǎn)中性墨水，以，以日本的為最佳。日本的為最佳。 中性墨水的研制開發(fā)關(guān)鍵是：中性墨水的研制開發(fā)關(guān)鍵是：墨水的配方；墨水的配方； 與配方匹配的加工工藝；與配方匹配的加工工藝； 墨水與筆頭的匹配。墨水與筆頭的匹配。 為了加強(qiáng)我國中性筆的質(zhì)量管理，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，為了加強(qiáng)我國中性筆的質(zhì)量管理，保證產(chǎn)品的質(zhì)量， 2001年年10月組成了月組成了由由 寧波貝發(fā)集團(tuán)有限公司寧波貝發(fā)集團(tuán)有限公司、 溫州愛好筆業(yè)有限公司溫州愛好筆業(yè)有限公司、青島昌隆文具有限公司、青島昌隆文具有限公司、 寧波成路文體日用晶制造有限公司寧波成路文體日用晶制造有限公司、 上海豐華圓珠筆股份有限公司上海豐華圓

35、珠筆股份有限公司、上海樂美有限公司、上海、上海樂美有限公司、上海 中韓晨光文具制造有限公司中韓晨光文具制造有限公司等七家企業(yè)等七家企業(yè)，成立，成立了中性筆標(biāo)準(zhǔn)起草小組，了中性筆標(biāo)準(zhǔn)起草小組， 我國中性筆標(biāo)準(zhǔn)已于我國中性筆標(biāo)準(zhǔn)已于2002年年4月底，通過審定月底，通過審定 寧波貝發(fā)公司已向瑞士引進(jìn)了中性筆尖的加工機(jī)床，開始自制中性筆尖，并且使用情寧波貝發(fā)公司已向瑞士引進(jìn)了中性筆尖的加工機(jī)床，開始自制中性筆尖，并且使用情 況良好；況良好； 寧波鑫盛達(dá)公司，也正在積極研制中性筆尖的加工機(jī)床；寧波鑫盛達(dá)公司，也正在積極研制中性筆尖的加工機(jī)床； 中性墨水，目前國內(nèi)也有多家企業(yè)正在積極研制開發(fā)，估計(jì)在不久的未來，也一定能中性墨水，目前國內(nèi)也有多家企業(yè)正在積極研制開發(fā)，估計(jì)在不久的未來，也一定能 解決問題。解決問題。 樂美文具有限公司創(chuàng)立于樂美文具有限公司創(chuàng)立于1991年，目前在上海、昆山和廣東擁有三個(gè)大型的專業(yè)文具年，目前在上海、昆山和廣東擁有三個(gè)大型的專業(yè)文具 生產(chǎn)基地，廠房面積近生產(chǎn)基地，廠房面積近15萬平方米，職員萬平方米，職員5000多