1 La deformabilità di un impasto dipende dal DPS. Per DPS < 1 la

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1 La deformabilità di un impasto dipende dal DPS. Per DPS < 1 la
La deformabilità di un impasto dipende dal DPS.
Per DPS < 1 la deformabilità dipende dal contenuto di solvente (ossia non c’è
liquido a sufficienza per formare il doppio strato elettrico) e dalla presenza di
binder/plasticizzante (quest’ultimo attenua l’attrito che si forma quando vado a
deformare il sistema). Il comportamento è in genere elasto-plastico. Dalle
curve sforzo-deformazione si può per esempio determinare l’energia necessaria
a deformare una massa di impasto e i carichi i gioco.
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Con DPS circa 1 siamo nella situazione di minimo secondario, dove le
particelle possiedono il doppio strato elettrico che “svolge la sua funzione” in
maniera ottimale. Quindi, aggiungendo anche piccole quantità di solvente, il
comportamento può variare drasticamente: le particelle si allontanano e
l’interazione fra i vari strati elettrici non è più ottimale. Questo causa una
diminuzione della resistenza al taglio.
Si può dire che per DPS = 1 il sistema passa velocemente da elasto-plastico a
viscoso.
La resistenza al taglio dipende marcatamente dalla frazione di solvente in
eccesso rispetto al caso DPS = 1.
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Per DPS > 1 il sistema è viscoso. La viscosità nelle sospensioni ceramiche non
è costante: può infatti aumentare o diminuire al procedere della deformazione o
della velocità di deformazione.
Il comportamento non è sempre newtoniano.
Si possono avere comportamenti indipendenti da tempo e dipendenti dallo
stesso. Nel primo caso, in presenza di sospensioni relativamente concentrate il
comportamento è shear thickening o dilatante (tipo miscela sabbia-acqua).
E’ invece shear thinning o pseudoplastico (tipo maionese o ketchup) in
presenza di grosse molecole o di polveri non isometriche ben deflocculate.
Il comportamento è alla Bingham (tipo dentifricio) quando fra le molecole e le
particelle vengono create “super - strutture” a causa per esempio di legami
idrogeno o effetti elettrostatici (per es. in presenza di un polielettrolita). In
questo caso la resistenza al taglio dipende dalla velocità di deformazione.
In tutti i casi, nell’industria ceramica è richiesta la presenza di uno sforzo di
snervamento, utile nella formatura dei pezzi. Quindi, nella tecnologia ceramica
il sistema di riferimento è del tipo pseudoplastico con snervamento.
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Due sono i comportamenti reologici dipendenti dal tempo:
tixotropico, quando la viscosità apparente diminuisce con il tempo (a causa
della minore intensità dei legami tra le particelle) o reopectico, quando la
viscosità aumenta col tempo ( a causa di maggiori urti tra le particelle causati
dal movimento imposto). Si ha spesso comportamento tixotropico nelle
sospensioni pseudoplastiche dove le “super strutture” vengono decomposte col
tempo.
La viscosità apparente (non essendo la viscosità una costante) è definita come
rapporto tra la lo sforzo di taglio e la velocità di deformazione in una speifica
situazione di misura.
Nella tecnologia ceramica, dove il contenuto in solido delle sospensioni è in
genere elevato, per evitare i comportamenti reopectici o dilatanti si sceglie di
lavorare a basse velocità di deformazione.
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Per sospensioni poco concentrate (barbottine) la viscosità è calcolabile tramite
l’equazione di Einstein (per φ < 0.1; per concentrazioni superiori si può usare
l’equazione empirica di Michaels.
La conoscenza della viscosità permette la determinazione delle energie in
gioco nella deformazione o (più importante) nel trasporto.
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