| Περίληψη |
Η φασική συμπεριφορά ενός αιωρήματος μονοδιάσπαρτων σκληρών σφαιρών καθορίζεται μόνο από το κλάσμα όγκου του. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις είναι σε υγρή φάση και σε πιο μεγάλες ανασυντάσσεται σε κρύσταλλο για να μεγιστοποιήσει την εντροπία. Στο μεταβατικό κλάσμα όγκου των 0.58, το σύστημα εγκλωβίζεται μηχανικά σε μια μετασταθή υαλώδη κατάσταση. Εάν στις σφαίρες ασκηθεί ημιτονοειδής διάτμηση, γενικώς τείνουν να διαταχθούν. Όταν σε έναν ύαλο σκληρών σφαιρών εφαρμοστεί ημιτονοειδής διάτμηση, του δίνεται αρκετή ενέργεια ώστε να διαταχθεί στον εντροπικά ευνοϊκό κρύσταλλο. ΑΥτή η διατριβή εστιάζει στις ρεολογικές ιδιότητες της υαλώδους κατάστασης και τις διαφορές με τον κρύσταλλοεπαγόμενο υπό διάτμηση.
Έγινε ρεολογική μελέτη της διαδικασίας της κρυστάλλωσης από ύαλο με αυξανόμενη διάτμηση και διερευνήθηκε η γραμμική ιξωδοελαστική συμπεριφορά του υάλου και του κρυστάλοου συναρτήσει της συχνότητας διάτμησης. Έγινε σύγκριση της εξάρτησης των γραμμικών ιξωδοελαστικών ιδιοτήτων του υάλου και του κρυστάλλου με την συγκέντρωση, η οποία έδειξε μικρότερες τιμές και μικρότερη εξάρτηση των μέτρων αποθήκευσης και απωλειών για τον κρύσταλλο. Επιπλέον, η σύγκριση των παραμορφώσεων διαρροής και των γραφημάτων Lissajous έδωσαν πληροφορίες για τους μηχανισμούς διάτμησης του υάλου και του κρυστάλλου. Επίσης μελετήθηκε η ρεολογική γήρανση του συστήματος, η οποία αποκάλυψε αύξηση τις ιξωδοελαστικότητας με το χρόνο όχι μόνο για τον μετασταθή ύαλο, αλλά και για τον κρύσταλλο επαγόμενο υπό διάτμηση.
Επιπρόσθετα, έγιναν πειράματα δυναμικής σκέδασης φωτός Echo και προσομοιώσεις Brownian δυναμικής ως συμπλήρωμα στις ρεολογικές μετρήσεις, δείχνοντας τις μικροσκοπικές ανακατατάξεις των σκληρών σφαιρών υπό διάτμηση. Η σκέδαση φωτός Echo του κρυστάλλου χωρίς διάτμηση έδειξε μεγαλύτερη αποσυσχέτιση από υν ύαλο, το οποίο επαληθεύτηκε από την αυξημένη μέση τετραγωνική μετατόπιση εντός κλωβού που βρέθηκε από τις προσομοιώσεις. Επιπλέον, εξάχθηκε από τις προσομοιώσεις η μέση τετραγωνική μετατόπιση των σωματιδίων κρυστάλλωσης. Τέλος, οι προσομοιώσεις επέτρεψαν την νοερή απεικόνιση των στρωμάτων ολίσθησης τπυ κρυστάλλου υπό ημιτονοειδής διάτμηση.
|
Shear induced crystallization of a colloidal glass
