リバインダー理論。外部および内部のリバインダー効果。他の辞書で「リバインダー効果」とは何かを見る

REBINDER Petr Aleksandrovich（03.H.1898-12.VII.1972）は、ソビエトの物理学者および化学者であり、1946年からソビエト連邦科学アカデミーの学者（1933年から対応するメンバー）であり、サンクトペテルブルクで生まれました。モスクワ大学の物理数学部を卒業（1924年）。 1922年から1932年。ソビエト連邦科学アカデミーの物理学および生物物理学研究所で、同時に（1923- 1941年に）モスクワ州立教育研究所で働いた。 Liebknecht（1923年以降-教授）、1935年以降-USSR科学アカデミーのコロイド電気化学研究所（1945年以降-物理化学研究所）の分散システム部門の責任者、1942年以降-コロイド部門の責任者モスクワ大学の化学。

Rebinderの作品は、分散系の物理化学と表面現象に専念しています。 1928年に、科学者は、固体に対する環境の可逆的な物理化学的効果（リバインダー効果）と1930〜1940年代に、固体の強度が低下する現象を発見しました。非常に硬くて難しい材料の取り扱いを容易にする方法を開発しました。

彼は、電解質溶液中での表面の分極中のクリープの過程での金属単結晶の可塑化の電気毛管効果を発見し、界面活性剤の水溶液の特徴、分散系の特性に対する吸着層の効果を調査し、明らかにした（1935- 1940）フォームとエマルジョンの形成と安定化の主なパターン、およびエマルジョンの転相プロセス。

科学者は、洗浄作用にはコロイド化学プロセスの複雑なセットが含まれることを確立しました。 Rebinderは、界面活性剤のミセルの形成と構造のプロセスを研究し、親液性媒体中で疎液性の内部コアを持つ石鹸の熱力学的に安定したミセルの概念を開発しました。科学者は、分散系のレオロジー特性を特徴づけるための最適なパラメーターを選択して実証し、それらを決定するための方法を提案しました。

1956年、科学者は、金属溶融物の影響下で金属の強度が吸着的に低下する現象を発見しました。 1950年代。科学者たちは、物理学と化学の力学という新しい科学分野を生み出しました。 Rebinder自身が書いたように、「物理化学的力学の究極のタスクは、与えられた構造と機械的特性を備えた固体とシステムを得るための科学的基盤を開発することです。したがって、この分野の課題は、コンクリート、金属、合金、特に耐熱性、セラミック、サーメット、ゴム、プラスチック、潤滑剤など、現代技術の本質的にすべての建築および構造材料の製造と処理に最適な技術を作成することです。。」

1958年以来、Rebinderは、物理化学および化学力学とコロイド化学の問題に関するUSSR科学アカデミーの科学評議会の議長を務め、その後（1967年以降）国際界面活性剤委員会のUSSR国内委員会の議長を務めています。 1968年から1972年まで、彼はColloidJournalの編集長を務めていました。科学者はレーニン勲章を2回授与され、社会主義労働英雄（1968）の称号を持ち、ソ連国家賞（1942）の受賞者でした。

再結合効果、固体の強度の吸着減少の効果、環境の可逆的な物理化学的作用による固体の変形と破壊を促進します。方解石と岩塩の結晶の機械的特性の研究でP.A. Rebinder（1928）によって発見されました。応力がかかった状態の固体が液体（または気体）の吸着活性媒体と接触すると、それが可能になります。リバインダー効果は非常に普遍的です-それは、固体金属、イオン性、共有結合性および分子性の単結晶および多結晶固体、ガラスおよびポリマー、部分的に結晶化およびアモルファス、多孔質および固体で観察されます。リバインダー効果が現れる主な条件は、化学組成と構造の観点から、接触相（固体および媒体）の関連する性質です。効果の発現の形態と程度は、接触相の原子間（分子間）相互作用の強度、応力の大きさと種類（引張応力が必要）、変形速度、および温度に依存します。重要な役割は、転位、亀裂、異物などの存在など、身体の実際の構造によって果たされます。リバインダー効果の特徴的な形態は、強度の複数の低下、固体の脆弱性の増加、およびその耐久性の低下。したがって、水銀で湿らせた亜鉛板は、負荷がかかっても曲がりませんが、壊れやすくなります。別の形態の症状は、固体材料に対する環境の可塑化効果です。たとえば、石膏上の水、金属上の有機界面活性剤などです。熱力学的リバインダー効果は、変形中に新しい表面を形成する作業の減少によるものです。環境の影響下での固体の自由表面エネルギーの減少の結果..。効果の分子的性質は、吸着活性であり、同時に十分に移動可能な外来分子（原子、イオン）の存在下で、固体内の分子間（原子間、イオン）結合の切断と再配列を促進することです。

技術的応用の最も重要な分野は、さまざまな（特に非常に硬くて機械加工が難しい）材料の機械的処理の促進と改善、潤滑剤の使用による摩擦と摩耗プロセスの調整、粉砕（粉末）の効果的な生産です。材料、所定の分散構造を備えた固体および材料の製造、および内部応力なしでの分解およびその後の圧縮による機械的特性およびその他の特性の必要な組み合わせ。吸着活性環境はまた、例えば、動作条件下での機械部品および材料の強度および耐久性を低下させるなど、重大な害を引き起こす可能性があります。これらの場合、リバインダー効果の発現に寄与する要因を排除することで、不要な環境の影響から材料を保護することができます。

最も耐久性のあるボディでさえ、非常に多くの欠陥があり、理論が予測するものと比較して、負荷に対する抵抗を弱め、耐久性を低下させます。固体が機械的に破壊されると、プロセスは微小欠陥が存在する場所から始まります。負荷の増加は、欠陥の場所での微小亀裂の発生につながります。ただし、荷重を取り除くと元の構造が復元されます。マイクロクラックの幅は、分子間（原子間）相互作用の力を完全に克服するには不十分なことがよくあります。負荷を減らすと、マイクロクラックが「収縮」し、分子間相互作用の力がほぼ完全に回復し、クラックが消えます。重要なのは、亀裂の形成は固体の新しい表面の形成であり、そのようなプロセスは、表面張力エネルギーにこの表面の面積を掛けたものに等しいエネルギーの消費を必要とするということです。システムはそれに蓄えられたエネルギーを減らす傾向があるので、負荷を減らすことは亀裂の「収縮」につながります。したがって、固体の破壊を成功させるには、得られた表面を界面活性剤と呼ばれる特殊な物質で覆う必要があります。これにより、新しい表面の形成中に分子間力を克服する作業が軽減されます。界面活性剤はマイクロクラックに浸透し、表面を1分子の厚さの層で覆い（これらの物質の非常に少量の添加剤を使用できるようにします）、「崩壊」プロセスを防ぎ、分子相互作用の再開を防ぎます。

界面活性剤は、特定の条件下で、固形物の粉砕を促進します。固体の非常に細かい（コロイド粒子のサイズまで）粉砕は、界面活性剤を添加せずに実行することは一般に不可能です。

現在、固体の破壊（つまり、新しい微小亀裂の形成）は、この物体の構造上の欠陥が位置する場所から正確に始まることを覚えておく必要があります。さらに、添加された界面活性剤は主に欠陥のある場所に吸着されるため、将来のマイクロクラックの壁への吸着が容易になります。 Academician Rebinderの言葉を引用しましょう。「部品の分離はこれらの弱点[欠陥の位置]で正確に発生するため、研削中に形成される体の小さな粒子には、これらの最も危険な欠陥が含まれなくなります。より正確には、そのサイズが小さいほど、危険な弱点に遭遇する可能性は低くなります。

あらゆる性質の実際の固体を粉砕して、最も危険な欠陥間の距離とほぼ同じ寸法の粒子に到達した場合、そのような粒子はほぼ確実に危険な構造欠陥を含まず、大きなサンプルよりもはるかに強くなります。体自体も同じです。その結果、固体を十分に小さい断片に粉砕するだけでよく、同じ性質の同じ組成のこれらの断片は、最も耐久性があり、ほぼ理想的には強いでしょう。」

次に、これらの均質で欠陥のない粒子を組み合わせて、必要なサイズと形状の固体（高強度）ボディで作成し、粒子を密に詰めて、互いに非常にしっかりと結合させる必要があります。結果として得られる機械部品または建設部品は、研削前に元の材料よりもはるかに強力でなければなりません。当然、新しい欠陥が結合点に現れるため、個別の粒子ほど強くはありません。しかし、粒子を組み合わせるプロセスを巧みに実行すると、出発物質の強度を超えてしまいます。これには、分子間力が粒子間に再び現れるように、小さな粒子を特に密に詰める必要があります。通常、これは、プレスおよび加熱によって粒子を圧縮することによって行われます。プレスして得られた細粒骨材は、溶融させずに加熱します。温度が上昇すると、結晶格子内の分子（原子）の熱振動の振幅が増加します。接触点では、2つの隣接する粒子の振動分子が接近し、さらには混合します。付着力が増加し、粒子が収縮し、ボイドやポアが実質的になくなり、接触点の欠陥がなくなります。

場合によっては、粒子を接着またははんだ付けすることができます。この場合、プロセスは、接着剤またははんだの層に欠陥が含まれないようなモードで実行する必要があります。

リバインダー効果の実用化に基づく、固形物の粉砕プロセスの根本的な改善は、多くの産業にとって非常に有用であることが証明されています。粉砕プロセスは大幅に加速し、エネルギー消費量は大幅に減少しました。微粉砕により、より低い温度と圧力で多くの技術的プロセスを実行することが可能になりました。その結果、コンクリート、セラミック、金属セラミック製品、染料、鉛筆の塊、顔料、フィラーなど、より高品質の材料が得られました。耐火鋼および耐熱鋼の機械加工を容易にします。

彼自身がリバインダー効果を適用する方法を説明しています。「セメントコンクリートで作られた建築部品は、振動コロイドセメント接着剤で接着することにより、確実にモノリシック構造に組み合わせることができます...この接着剤は細かく粉砕されたセメントの混合物です（部品非常に少量の水と界面活性剤の添加により、細かく砕いた砂に置き換えることができます。混合物は、薄い層の形で接着面に塗布する際の極端な振動によって液化されます。急速に硬化した後、接着剤の層は構造の中で最も耐久性のある場所になります。」

固体を粉砕するプロセスの促進に関するAcademicianRebinderのアイデアの使用は、たとえば、硬い岩の掘削効率を高めるために鉱物の強度を下げる方法の開発にとって、非常に実用的に重要です。

金属溶融物の影響下での金属の強度の低下。1956年、Rebinderは、金属溶融物の影響下で金属の強度が低下する現象を発見しました。固体（金属）の表面エネルギーのほぼゼロへの最大の減少は、分子的性質において固体に近い溶融媒体によって引き起こされる可能性があることが示された。したがって、亜鉛単結晶の引張強度は、1ミクロン以下の厚さの液体スズ金属の層がそれらの表面に適用されたときに数十倍減少した。耐火性および耐熱性合金についても、液体の可溶金属の作用下で同様の効果が観察されます。

発見された現象は、金属成形の方法を改善するために非常に重要であることが判明しました。このプロセスは、潤滑剤を使用しないと不可能です。新技術の材料（耐火性および耐熱合金）の場合、金属の薄い表面層を軟化させる活性潤滑剤を使用すると、処理が特に大幅に容易になります（実際、少量の金属溶融物の作用下で発生します）。この場合、金属は、いわばそれ自体を潤滑します-処理中に発生する有害な過剰な変形が排除され、いわゆる加工硬化を引き起こします-処理を妨げる強度の増加。常温高温での圧力による金属加工の新たな可能性が開かれています。製品の品質が向上し、加工工具の摩耗が減少し、加工のためのエネルギー消費が削減されます。

切断して製品を製造する過程で高価な金属をチップに変換する代わりに、プラスチックの再成形を適用できます。金属を失うことなく圧力処理を行います。同時に、製品の品質も向上します。

金属の表層の強度の急激な低下は、摩擦ユニットの動作を改善する上で重要な役割を果たします。摩耗制御の自動操作メカニズムが発生します。摩擦面にランダムな不規則性（バリ、引っかき傷など）があると、転位の場所に高い局所圧力が発生し、金属の表面流動を引き起こします。吸着された溶融物の作用（溶融金属で濡れた表面層は強度を失います）。摩擦面は、研磨や研磨が簡単です。導入された「潤滑」は、不規則性の加速された「摩耗」を引き起こし、慣らし運転（慣らし運転）機械の速度が増加します。

活性不純物溶融物は、結晶化プロセスの調整剤として使用できます。放出された金属の有核結晶に吸着されるため、成長速度が低下します。これにより、強度の高い微細な金属構造が形成されます。

表面活性媒体で金属を「トレーニング」するプロセスが開発されました。金属は、破壊を引き起こさない定期的な表面処理を受けています。表層の塑性変形が促進されるため、内容積の金属が「練られた」ように見え、粒子の結晶格子が分散します。このようなプロセスが金属再結晶の開始温度に近い温度で実行される場合、はるかに高い硬度を有する微結晶構造が界面活性媒体中に形成される。また、微粉末を得る際の金属の粉砕は、界面活性剤を使用しないと完了しません。続いて、製品は、ホットプレスによってこの粉末から得られます（上記の粉末から材料を硬化するプロセスに完全に従って）。

ポリマーのリバインダー効果。卓越したソビエトの物理学者および化学者である学者のPyotrAleksandrovich Rebinderは、固体の破壊作業に影響を与えようとした最初の人物でした。これがどのように行われるかを理解したのはRebinderでした。前世紀の20年代に、彼はこの目的のために、環境中の低濃度でも効果的に表面に吸着し、表面張力を大幅に低下させることができる、いわゆる界面活性または吸着活性の物質を使用しました。固体の。これらの物質の分子は、成長する破壊亀裂の上部にある分子間結合を攻撃し、新しく形成された表面に吸着することによって、それらを弱めます。 Rebinderは、特殊な流体を拾い上げて破壊する固体の表面に導入することで、張力による破壊の仕事を大幅に削減しました（図1）。この図は、界面活性液が存在しない場合と存在する場合の亜鉛単結晶（厚さが1ミリメートル程度のプレート）の変形強度曲線を示しています。どちらの場合も破壊の瞬間は矢印でマークされています。サンプルを単純に伸ばすと、600％以上の伸びで破損することがはっきりとわかります。しかし、その表面に液体スズを堆積させることによって同じ手順を実行した場合、破壊は約10％の伸びでのみ発生します。破壊の仕事は応力-ひずみ曲線の下の領域であるため、液体の存在によって仕事が数回ではなく桁違いに減少することが容易にわかります。リバインダー効果、または固体の強度の吸着低下と呼ばれるのはこの効果です。

図1。 400°Сでの亜鉛単結晶の変形に対する応力の依存性：1-空気中; 2-スズ溶融物中

リバインダー効果は普遍的な現象であり、ポリマーを含む固体が破壊されたときに観察されます。それにもかかわらず、オブジェクトの性質は破壊のプロセスに独自の特性をもたらし、ポリマーはこの意味で例外ではありません。ポリマーフィルムは、ファンデルワールス力または水素結合によって結合された大きな無傷の分子で構成されており、分子自体の共有結合よりも著しく弱いです。したがって、分子は、チームのメンバーであっても、ある程度の孤立性と個々の性質を保持します。ポリマーの主な特徴は、高分子の鎖構造であり、柔軟性を確保します。分子の柔軟性、すなわち外部の機械的応力や他の多くの要因の影響下で（結合角の変形やリンクの回転により）形状を変化させる能力は、ポリマーのすべての特徴的な特性の根底にあります。まず第一に、相互配向のための高分子の能力。ただし、後者は線状ポリマーにのみ適用されることに注意してください。分子量が大きい物質（タンパク質やその他の生物学的物体など）は多数ありますが、分子内相互作用が強いため高分子が曲がらないため、ポリマーの特定の性質を備えていません。さらに、ポリマーの典型的な代表例である天然ゴムは、特殊な物質（加硫プロセス）の助けを借りて「架橋」され、固体のエボナイトに変わる可能性があります。これは、ポリマー特性の兆候をまったく示しません。

ポリマーでは、リバインダー効果は非常に独特な方法で現れます。吸着活性液体では、破壊中だけでなく、高分子の配向を伴うポリマーの変形中であっても、はるかに早い段階で新しい表面の出現と発達が観察されます。

図2。空気中（a）および吸着活性媒体（n-プロパノール）（b）で延伸されたポリエチレンテレフタレートサンプルの外観。

リバインダーポリマーの金属強度

図2は、2つのLavsanサンプルの画像を示しています。一方は空気中で、もう一方は吸着活性液体中で延伸されています。最初のケースでは、サンプルにネックが表示されていることがはっきりとわかります。 2番目のケースでは、フィルムは狭くなりませんが、乳白色になり不透明になります。観察された白化の理由は、顕微鏡検査で明らかになります。

図3。 n-プロパノールで変形したポリエチレンテレフタレートサンプルの電子顕微鏡写真。（1000にズーム）

モノリシックな透明ネックの代わりに、ミクロボイド（細孔）によって分離された高分子（フィブリル）のフィラメント状の凝集体からなる、独特のフィブリル多孔質構造がポリマーに形成されます。この場合、高分子の相互配向は、モノリシックネックではなく、フィブリル内で達成されます。フィブリルは空間で分離されているため、このような構造には大量のミクロボイドが含まれており、光を強く散乱させてポリマーに乳白色を与えます。細孔は液体で満たされているため、変形応力が除去された後でも不均一な構造が保持されます。繊維状の多孔質構造は特別なゾーンに現れ、ポリマーが変形するにつれて、これまで以上に大きな体積を捕捉します。顕微鏡画像の分析により、クレージングを受けたポリマーの構造的再配列の特徴を確立することが可能になりました（図4）。

図4。クレージングポリマーの個々の段階の概略図：I-クレージングの開始、II-クレージングの成長、III-クレージングの拡大。

実際の固体の表面に豊富にある欠陥（構造の不均一性）に起因するクレイズは、引張応力軸に垂直な方向に引き伸ばされたポリマーの断面全体に成長し、一定で非常に小さい（〜 1μm）幅。この意味で、それらは真の破壊亀裂のようなものです。しかし、流行がポリマーの断面全体を「切断」すると、サンプルは別々の部分に分解せず、単一の全体のままになります。これは、このような特有の亀裂の反対側のエッジが、配向したポリマーの最も細い糸によって接続されているためです（図3）。フィブリル層のサイズ（直径）、およびそれらを分離するミクロボイドのサイズ（直径）は1〜10nmです。

クレイズの反対側の壁をつなぐフィブリルが十分に長くなると、それらの融合のプロセスが始まります（この場合、表面積は減少します、図5）。言い換えれば、ポリマーは、張力軸の方向に配向されたフィブリルの密に詰まった凝集体からなる、緩い構造からよりコンパクトな構造への一種の構造転移を経る。

図5。ストレッチのさまざまな段階で吸着活性液体内で高い変形値で発生するポリマー構造の崩壊を示す図

所定のサイズの細孔に浸透できる分子の溶液から、吸着によって分子を分離する方法があります（モレキュラーシーブ効果）。吸着活性媒体中のポリマーの延伸比を変えることで（リバインダー効果を使用して）細孔径を簡単に制御できるため、選択的吸着を簡単に実現できます。実際に使用される吸着剤は通常、さまざまな種類の容器（たとえば、同じガスマスク内の吸着剤）で満たされた一種の粉末または顆粒であることに注意することが重要です。リバインダー効果を使用すると、ナノメートルの多孔性を備えたフィルムまたは繊維を簡単に得ることができます。言い換えれば、最適な機械的特性を備え、同時に効果的な吸着剤である構造材料を作成する可能性が開かれます。

Rebinder効果を使用すると、基本的な方法で（吸着活性媒体でポリマーフィルムを単に伸ばすことによって）、ほとんどすべての合成ポリマーに基づいて多孔質ポリマーフィルムを作成することができます。このようなフィルムの細孔径は、ポリマーの変形度を変えることで簡単に制御でき、さまざまな実用上の問題を解決するための分離膜の製造が可能になります。

ポリマーのリバインダー効果は、アプリケーションに大きな可能性を秘めています。第一に、吸着活性液体にポリマーを吸引するだけで、さまざまなポリマー吸着剤、分離膜、および横方向のレリーフを備えたポリマー製品を得ることができます。第二に、リバインダー効果により、プロセス化学者は普遍的な連続性を得ることができます。変性添加剤をポリマーに導入する方法。

使用した材料のリスト

1.www.rfbr.ru/pics/28304ref/file.pdf
2.www.chem.msu.su/rus/teaching/colloid/4.html
3.http：//femto.com.ua/articles/part_2/3339.html
4.ソビエト大百科事典。 M 。：ソビエト百科事典、1975年、21巻。
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6.http：//slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00065/40400.htm
7.http：//www.nanometer.ru/2009/09/07/rfbr_156711/PROP_FILE_files_1/rffi4.pdf
8.http：//ru.wikipedia.org/wiki/Rebinder_Effect

濡れ性の現象は、システムの平衡状態について考慮されました。貯留層の条件下では、界面で発生する不安定なプロセスが観察されます。石油が水に置き換わるため、移動する三相の濡れの周囲が形成されます。接触角は、チャネル内の流体（流体メニスカス、図5.5）の速度と方向によって変化します。

図5.5-毛細管チャネル内のメニスカスの移動方向を変更するときに接触角を変更するスキーム：1-前進、2-親水性を備えた円筒形チャネル内の水-油メニスカスの移動中の接触角表面（は静的接触角）

キネティック ぬれヒステリシス三相湿潤周囲の固体表面上を移動するときの湿潤角度の変化を呼び出すのが通例です。ヒステリシスの量は以下に依存します：

湿潤周囲の移動方向から、すなわち変位が水の固体表面から油によるものか、油による水によるものか。

固体表面上の三相界面の移動速度。

固体表面の粗さ;

物質の表面への吸着。

ヒステリシス現象は主に粗い表面で発生し、分子的な性質を持っています。研磨面では、ヒステリシスが弱いです。

5.6地層流体の表層の特性

表層の構造については、さまざまな仮定があります。

薄い液体層の構造と厚さを研究している多くの研究者は、壁近くの層の形成を分子の分極と関連付け、固体表面から液体の内部領域へのそれらの配向を溶媒和1層の形成と関連付けています。

界面活性剤と鉱物との相互作用は非常に多様であるため、地層の岩石と接触している油層は特に複雑な構造を持っています。

例えば、浮選技術で使用される試薬は、鉱物粒子の表面に独立した相を形成する通常の三次元フィルムの形と表面の形の両方で鉱物の表面に固定できることに留意されたい。特定の組成を持たず、別個の独立した相を形成しない化合物。

最後に、試薬は、界面自体ではなく、電気二重層の拡散部分に集中させることができます。

界面活性成分は、明らかに、常に表面だけでなく、界面近くの三次元ボリュームにも集中しています。

多くの研究者が、固体上のさまざまな液体の膜の厚さを測定しようと試みました。したがって、たとえば、BVDeryaginとMMKusakovによる測定結果によると、さまざまな固体の平らな表面上の塩の水溶液の湿潤フィルムの厚さは、約10 -5 cm（100それら）です。これらの層は、構造と機械的特性（せん断弾性と粘度の増加）が他の液体とは異なります。表層の液体の特性も、その圧縮によって変化することが確立されています。たとえば、いくつかの測定によるとシリカゲルに吸着された水の密度は1027-1285 kg / m3です。

油層内の吸着および関連する溶媒和シェルにも特別な特性があります。一部の油成分は、高い構造粘度を持ち、吸着層の飽和度が高いと、弾性と機械的せん断強度を備えたゲル状の構造化吸着層（異常な特性を持つ）を形成できます。

研究によると、油水セクションの表層の組成には、ナフテン酸、低分子量樹脂、高分子量樹脂とアスファルテンのコロイド粒子、パラフィン微結晶、および鉱物と炭素質の懸濁液の粒子が含まれています。油水界面の表層は、表面の親水性領域の水相による選択的濡れの影響下で、鉱物粒子と炭素質粒子、およびパラフィン微結晶の蓄積の結果として形成されると考えられます。同じ界面に吸着されてゲル状の状態に変化するアスファルト樹脂物質は、パラフィンと鉱物の粒子を単一のモノリシック層にセメントで固めます。油相からのアスファルト樹脂物質のゲルの溶媒和により、表面層はさらに厚くなります。

表面層の特別な構造的および機械的特性は、さまざまなシステムの安定性、特に一部の水-油エマルジョンの高い安定性を決定します。

残留水-油セクションに吸着層が存在することも、明らかに、貯留層に注入された水の混和性のプロセスにいくらかの遅延効果をもたらします。

5.7液体の薄層のくさび作用。

Deryaginの実験。リバインダー効果

固体を濡らし、薄い亀裂に浸透する液体は、くさびの役割を果たし、その壁を押し離すことができます。液体の薄層にはくさび効果があります2。薄層のこの特性は、液体に浸された固体表面が互いに近づくときにも現れます。 B.V. Deryaginの研究によると、くさび作用は層の厚さが条件の下で発生します h 亀裂表面を押す流体が特定の値未満である h cr ..。いつ h > h cr くさび作用はゼロであり、 h < h cr それは、液層の厚さが減少するにつれて、すなわち、瞬間から増加する h ≤ h cr 粒子の表面を近づけるには、外部荷重を粒子に加える必要があります。

くさび作用を生み出す要因は、イオン静電起源の力と、境界面近くの極性液体の特殊な凝集状態です。

固体の表面の溶媒和層の特性は、他の液体の特性とは大きく異なることは前述しました。この（溶媒和）層は、特別な境界相と見なすことができます。したがって、溶媒和層の厚さの2倍未満の距離まで粒子に接近する場合、外部荷重を粒子に加える必要があります。

イオン静電起源の分離圧力は、粒子を分離する層および周囲の溶液中のイオン濃度の変化から生じます。

実験の結果によると、くさび作用が大きいほど、液体と固体の表面との間の結合が強くなります。それは、固体の表面によく吸着される界面活性剤を液体に導入することによって強化することができます。リバインダー効果はこの現象に基づいています。その本質は、少量の界面活性剤が固体の機械的特性の急激な劣化を引き起こすという事実にあります。固体の強度の吸着低下は、多くの要因に依存します。物体が引張力を受け、液体が表面を十分に濡らしている場合、それは強化されます。

吸着強度低下の効果は、井戸掘削で使用されます。特別に選択された界面活性剤を含む溶液を掘削流体として使用すると、硬岩の掘削が著しく容易になります。

表面の特性と固体間の摩擦相互作用に影響を与える化学プロセスの作用に加えて、P.A。によって調査されたオープンがあります。リバインダーは、「リバインダー効果」と呼ばれる、潤滑剤と固体表面との純粋な分子相互作用による同様の潤滑剤です。

実際の固体には、表面と内部の両方の構造上の欠陥があります。原則として、そのような欠陥には過剰な自由エネルギーがあります。界面活性剤分子（界面活性剤）の物理吸着により、固体の自由表面エネルギーのレベルは、それらの着陸の場所で減少します。これにより、表面への転位の仕事関数が減少します。界面活性剤は亀裂や結晶間空間に浸透し、壁に機械的効果を及ぼし、それらを押し離し、材料の脆性亀裂と接触体の強度の低下をもたらします。そして、そのようなプロセスが接触体の突起でのみ発生し、この材料の不規則性のせん断抵抗が減少する場合、一般に、このプロセスは表面の平滑化、接触ゾーン内および接触ゾーン内の比圧力の低下につながります。一般

摩擦体の摩擦と摩耗を減らします。しかし、摩擦中の法線荷重が大幅に増加すると、高い比圧力が輪郭領域全体に広がり、材料の軟化が表面の広い領域で発生し、非常に急速な破壊につながります。

リバインダー効果は、潤滑剤の開発（この目的のために、特殊な界面活性剤が潤滑剤に導入される）と、機械部品の製造における材料の変形と処理を容易にする（このために、特殊な潤滑剤とエマルジョンが切削液の形で使用されます）。

リバインダー効果は、さまざまな素材に現れます。これらは、金属、岩、ガラス、機械および装置の要素です。強度の低下を引き起こす媒体は、気体および液体である可能性があります。溶融金属はしばしば界面活性剤として作用します。たとえば、すべり軸受の溶融中に放出された銅は、鋼の界面活性剤になります。キャリッジアクスルの亀裂や結晶間空間に侵入するこのプロセスは、アクスルの脆性破壊の原因となり、輸送事故の原因となります。

プロセスの性質に十分な注意を払わずに、アンモニアが真ちゅう部品の亀裂を引き起こし、ガス燃焼生成物がタービンブレードの破壊プロセスを劇的に加速し、溶融塩化マグネシウムが高強度ステンレス鋼に破壊的に作用する例にしばしば遭遇し始めましたと他の数。これらの現象の性質に関する知識は、耐摩耗性の向上と重要な部品および機械と装置のアセンブリの破壊の問題に的を絞って対処する機会を開き、リバインダー効果を適切に使用して、処理の生産性を向上させます。機器と摩擦ペアの使用効率、すなわちエネルギーを節約します。

リバインダー効果

固体の強度の吸着低下の影響。環境の可逆的な物理化学的作用による固体の変形と破壊を促進します。方解石と岩塩の結晶の機械的特性の研究でP.A. Rebinder（1928）によって発見されました。応力がかかった状態の固体が液体（または気体）の吸着活性媒体と接触すると、それが可能になります。 R、e。非常に用途が広い-固体金属、イオン性、共有結合性および分子性の単結晶および多結晶体、ガラスおよびポリマー、部分的に結晶化およびアモルファス、多孔質および固体で観察されます。 Rの発現の主な条件。e。 -化学組成および構造における接触相（固体および媒体）の関連する性質。 Rの発現の形態と程度。e。接触相の原子間（分子間）相互作用の強度、応力の大きさと種類（引張応力が必要）、変形速度、および温度に依存します。本質的な役割は、転位、亀裂、異物の存在など、身体の実際の構造によって果たされます。 -強度の複数の低下、固体の脆弱性の増加、その耐久性の低下。したがって、水銀で湿らせた亜鉛板は、負荷がかかっても曲がりませんが、壊れやすくなります。 Rの別の形の症状。e。 -固体材料に対する媒体の可塑化効果。たとえば、石膏上の水、金属上の有機界面活性剤など。熱力学的R.e。環境の影響下での固体の自由表面エネルギー（表面エネルギーを参照）の減少の結果として、変形中の新しい表面の形成の仕事の減少による。 Rの分子的性質e。吸着活性であり、同時に十分に移動可能な外来分子（原子、イオン）の存在下で、固体内の分子間（原子間、イオン）結合の切断と再配列を促進することにあります。 Rの技術的応用の最も重要な分野。e。 -さまざまな（特に非常に硬く、機械加工が難しい）材料の機械的処理の促進と改善、潤滑剤の使用による摩擦と摩耗プロセスの調整（潤滑作用を参照）、粉砕（粉末）材料の効率的な製造、固体の製造、所定の分散構造（分散構造を参照）と、内部応力のない分解とその後の圧縮による機械的特性とその他の特性の必要な組み合わせを備えた材料（を参照）。（物理化学的力学も参照してください）。吸着活性環境はまた、例えば、動作条件下での機械部品および材料の強度および耐久性を低下させるなど、重大な害を引き起こす可能性があります。 Rの発現に寄与する要因を排除します。つまり、これらの場合、環境の望ましくない影響から材料を保護することができます。

点灯。： GoryunovYu。V.、Pertsov NV、BD Summ、Rebinder Effect、M.、1966; Rebinder P. A.、Shchukin E. D.、変形と破壊の過程における固体の表面現象、「Uspekhi fizicheskikh nauk」、1972年、v。108、v。 1、p。 3.3。

L.A.たわごと。

ソビエト大百科事典。 -M 。：ソビエト百科事典. 1969-1978 .

他の辞書で「リバインダー効果」とは何かを確認してください。

吸着活性媒体（界面活性剤溶液、電解質、溶融塩など）中の固体の強度の低下。 1928年にP.A. Rebinderによって発見されました。分散、粉砕、......の効率を改善するために使用されます。大きな百科事典辞書

-（吸着強度の低下）物理的による表面（界面）エネルギーの低下。または化学。固体の表面でのプロセスは、その力学の変化につながります。特性（強度の低下、脆性の出現、低下.....。物理百科事典

吸着活性媒体（界面活性剤溶液、電解質、溶融塩など）の固体の強度を低下させます。 1928年にP.A. Rebinderによって発見されました。これは、分散、粉砕、切断による材料の処理などの効率を高めるために使用されます。百科事典辞書

リバインダー効果（強度の吸着低下）、体の表面（界面）エネルギーの低下を引き起こす物理化学的プロセスによる固体の機械的特性の変化。それは強度の低下として現れます......ウィキペディア

物理化学的力学を参照してください... 化学百科事典

テレビの強さを減らす。吸着活性媒体（界面活性剤溶液、電解質、溶融塩など）中の物体。 1928年にP.A. Rebinderによって発見されました。分散、粉砕、材料の切断などの効率を改善するために使用されます... ... 自然科学。百科事典辞書

ホール効果 -電流の方向に垂直な磁場に置かれたときに、電流が通過する金属または半導体の横方向の電界の出現と電位差。アメリカ人によって開かれました......

メスバウアー効果 -原子核によるγ量子の共鳴吸収。γ線の発生源と吸収体が固体で、量子のエネルギーが低い（150keV）場合に観察されます。 M.効果は、共鳴、反動のない吸収、または核と呼ばれることもあります... 冶金の百科事典辞書

ゼーベック効果 -異なる導体からなる電気回路に起電力が発生する現象。導体間の接点の温度は異なります。 1821年にドイツの物理学者T.Seebeckによって発見されました。起電力、......。冶金の百科事典辞書

バウシンガー効果 -反対の符号の予備変形（引張り）後の小さな塑性変形（圧縮など）に対する金属または合金の抵抗の減少。純金属の単結晶では、バウシンガー効果.....。冶金の百科事典辞書

本

固体ポリマーの構造的および機械的挙動における表面現象の役割、A。L。Volynsky、N。F.Bakeev。この本は、アモルファスおよび結晶性ポリマーの構造的および機械的挙動における表面現象の役割についての現代的なアイデアを提示しています。開発と治癒のプロセスが考慮されます...

			A C p


			1 C 1
				p s（12.9）

ここで、psは特定の温度での飽和蒸気圧です。蒸気圧。

ps-相対

BET多分子吸着等温式は、簡単に線形形式に変換できます。



A（1
A（1

これにより、座標/ onに線形依存性を構築し、定数CおよびA∞を決定することができます。

ラングミュア理論と同様に、BET理論は、吸着剤の比表面積を決定する方法を示しています。低温での単純な物質の蒸気のА∞を見つけ、吸着分子が占める面積を知っているので、吸着剤の比表面積を計算するのは簡単です。

不活性ガス（窒素、アルゴン、クリプトンなど）は吸着質として使用され、吸着剤の表面での分子間相互作用が弱いことを特徴とします。これは、理論の最初の仮定に従っており、これにより、得られた結果。このようなガスの吸着を高めるために、低温で行われるため、BET法の通称である低温吸着法が採用されています。

13強度の吸着低下。リバインダー効果

多くの技術プロセスは、粉砕と粉砕から始まります。これは、現代のテクノロジーの中で最も大規模でエネルギーを大量に消費する操作の1つです。穀物を粉砕し、小麦粉、鉱石、石炭、セメント、ガラスの製造に必要な岩石に変えます。彼らは毎年何十億トンもの原材料を粉砕し、莫大な電力を費やしています。

固体の機械的性質と構造に対する媒体の吸着効果の現象- リバインダー効果-学者によって発見されましたピーターアレクサンドロヴィッチリバインダー1928年。この現象の本質は、固体の変形と破壊、および界面に吸着可能な物質を含む媒体との接触による自由表面エネルギーの減少の結果としての固体の構造変化の自発的な発生を促進することにあります。自然、技術、科学研究の実践で観察される多くの現象は、リバインダー効果に基づいています。

固体と媒体の化学的性質、固体の構造の変形と破壊の条件に応じて、リバインダー効果はさまざまな形で現れる可能性があります：吸着可塑化（塑性変形を促進する）、強度の吸着低下、または自発的固体構造の分散。さまざまな症状の形態にもかかわらず、リバインダー効果に特徴的ないくつかの共通の特徴を区別することができます。

1) メディアの動作は非常に具体的です。特定のメディアのいくつかだけが、特定の種類の固体に作用します。

2) 固体の機械的特性の変化は、媒体との接触を確立した直後に観察できます。

3) 環境の作用の発現には、ごく少量で十分です。

4) リバインダー効果は、媒体応力と機械的応力の複合作用の下でのみ現れます。

5) 効果の独特の可逆性が観察されます：媒体の除去後、最初の材料の機械的特性は完全に復元されます。

これらの特徴は、固体の機械的特性に対する媒体の影響の他の可能なケースからのリバインダー効果、特に、媒体の影響下での物体の破壊が可能である場合の溶解および腐食のプロセスとの違いです。機械的ストレスがない場合でも発生します。後者の場合、通常、大量の攻撃的な環境にさらされる必要があります。

強度の吸着低下（ADS）は、固体の表面エネルギーの大幅な低下を引き起こす媒体の存在下で観察されます。最も強い効果は、分子の性質上、固体に近い液体媒体によって引き起こされます。したがって、固体材料の場合、そのような媒体はより低融点の金属の\u200b\u200b溶融物です。イオン結晶および酸化物の場合-水、電解質溶液、および塩溶融物。分子非極性結晶の場合-炭化水素。同じ分子の性質を持つ多数の媒体の中で、固体の強度の大幅な低下は、多くの場合、固体との単純な共晶図を形成する物質によって引き起こされ、固体への溶解度は低くなります。これは、成分の混合の小さな正のエネルギーに対応します。成分の相互作用の強度が低い（相互不溶性）システム、および相互親和性が非常に高い場合、特に成分が化学反応を起こす場合、APPは通常観察されません。

脆性破壊では、強度Pと表面エネルギーの関係はグリフィスの式で表されます。

, (13.1)

ここで、Eは固体の弾性係数、lは固体に存在する、または予備的な塑性変形中に発生する欠陥の特徴的なサイズ、つまり破壊の核生成亀裂です。脆性破壊条件下で有効なグリフィスの関係によれば、PAが存在する場合と媒体が存在しない場合の材料強度の比P 0は、対応する表面エネルギーの比の平方根に等しくなります。PA / P 0 \u003d（A / 0）1/2。吸着活性が異なる2つの液体成分の混合物の存在下で固体が破壊されると、主に破面に吸着されるより活性な成分の濃度が高くなるほど、強度が低下します。

グリフィスの関係をギブスの吸着方程式（低濃度）と比較すると、Г\u003d-（RT）-1 d / dlncで、吸着を強度Pに直接関連付けることができます。

リバインダー効果により、エネルギー消費量を20〜30％削減するとともに、特殊な性質を持つセメントなどの超微細研削材を得ることができました。リバインダー効果は、金属加工でも使用され、冷却潤滑剤に界面活性剤が添加されると、切削ゾーンの強度が低下します。界面活性剤は食品業界で広く使用されています。

穀物を粉砕するときの強度の低下、焼きたてのパンの品質を改善するために、その古さのプロセスを遅くします。パスタのべたつきを減らし、マーガリンの塑性特性を高めるため。アイスクリームの製造; 製菓等の製造に