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制做陶瓷澆注料和低水泥耐火澆注料，通常采用硅質(zhì)材料作結(jié)合物系的重要組份。因此，研究分散于PH值變化介質(zhì)中的各種粒徑SiO2 微粒的雙重作用圖是有意義的。計(jì)算結(jié)果示出于圖 2-21中依PH（或表面勢(shì)的力）和a1=1μm及其它尺寸（a2）和微粒半徑之比不同，示出了相當(dāng)于各種穩(wěn)定狀態(tài)物系的區(qū)限（I~IV ）。此圖繪制過(guò)程中：取微粒的表面勢(shì) ε 等于ζ電勢(shì)，按ε = 13.2（PH-2）mV的公式計(jì)算出表面勢(shì)；取分子的固定作用 A 等于 1X10-19J：溶液的離子力相當(dāng)于德拜屏蔽半徑 1/K=5mm這時(shí)，羥基離子是有一定電勢(shì)的離子，表面勢(shì)隨PH的增高而增大。按照實(shí)驗(yàn)資料，SiO2懸浮體固相微粒的ζ 電勢(shì)隨著PH的增大而增高（見(jiàn)圖 1-2-21，曲線(xiàn)4）。正如圖中示出的那樣，對(duì)各種尺寸的弱電粒子來(lái)說(shuō)（區(qū)限 1），沒(méi)有阻止相互聚集的特征。PH范圍較窄的粒子電荷增大，會(huì)出現(xiàn)斥力勢(shì)壘，其最大值相當(dāng)于 ≤5nm 間距的聚集。區(qū)限I以外與消除勢(shì)壘有關(guān)的絮凝作用的可能性小。
同時(shí)，電解質(zhì)的含量較高，會(huì)使電勢(shì)產(chǎn)生最小值，該值有利于帶液態(tài)層的粒子相互固著。當(dāng) PH=4.5~5.0時(shí)，該最小值相當(dāng)于間隙為25~27mm。處于第二最小值的幾率隨著相互作用微粒物尺寸的減小而降低（區(qū)限 II、III、IV ）。在堿性介質(zhì)的區(qū)限內(nèi)，最小值的座標(biāo)值移向40mm，同時(shí)，它的深度降低到1/2.5，這會(huì)導(dǎo)致微粒相互固著的強(qiáng)度降低，物系在流動(dòng)時(shí)粒子易于分離。要制得耐火澆注料，由于成型物系的特殊分散性，尺寸差別大的微粒的相互作用有著重要的作用。已有文獻(xiàn)研究分析了雙分散懸浮體中粒徑2~0.4μm 的微粒的相互作用。指出，由于相互作用的勢(shì)能曲線(xiàn)上出現(xiàn)相當(dāng)深的第二最小值（圖1-2-21，大粒子與大粒子和大粒子與小粒子相撞，致使遠(yuǎn)距離粒子亦相互固著，同時(shí)大小粒子與小粒子相撞一樣，由于存在高勢(shì)壘和第二最小值的深度，其效果較小。不同大小粒子均勻分布于物系中。它們相撞的幾率要比同大小的各粒子的高。由于小粒子包圍在大粒子表面，分別被隔離，形成的單個(gè)聚集體彼此是反聚集的（見(jiàn)圖 1-2-22）。這樣一來(lái)，由于圍著大粒子的小粒子能遠(yuǎn)距離固著，高分散性物系便可穩(wěn)定。
從新成型的耐火澆注料的結(jié)構(gòu)形成過(guò)程和強(qiáng)度的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，小粒子與大粒子作用示意圖（圖 1-2-23）具有重要的意義。該圖指出，位于大粒子分子聲場(chǎng)中的小粒子可產(chǎn)生高強(qiáng)度的剛性晶格。這時(shí)，大粒子可增強(qiáng)小粒子系統(tǒng)，而小粒子則同樣地起著結(jié)合劑的作用。 |
