Большая Советская Энциклопедия (ДИ) - БСЭ БСЭ

  Природные и искусственные материалы, например некоторые горные породы, наполненные пластмассы и резины, могут иметь и сложную коагуляционно-конденсационную структуру. Исследование и направленный синтез Д. с. с заданными свойствами — предмет специальной отрасли науки — физико-химической механики.

  Лит.: Ребиндер П. А., Влодавец И. Н., Физико-химическая механика пористых и волокнистых дисперсных структур, в кн.: Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, Рига, 1967, с. 5—40; Воюцкий С. С., Курс коллоидной химии, М., 1964, с. 334—40, 533—44.

  Л. А. Шиц.

Дисперсная фаза

Диспе'рсная фа'за, совокупность мелких однородных твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа, равномерно распределённых в окружающей (дисперсионной) среде. Д. ф. и дисперсионная среда образуют дисперсные системы. См. также Коллоидные системы.

Дисперсность

Диспе'рсность (от лат. dispersus — рассеянный, рассыпанный), характеристика размеров частиц в дисперсных системах. Д. обратно пропорциональна среднему диаметру частиц и определяется удельной поверхностью, т. е. отношением общей поверхности частиц к единице объёма (или иногда массы) дисперсной фазы. Удельная поверхность — усреднённый показатель Д. Более полное представление о Д. даёт кривая распределения объёма или массы дисперсной фазы по размерам частиц (рис.). С ростом полидисперсности системы, т. е. с увеличением разницы в размерах частиц, максимум на кривой распределения снижается и становится более широким, но площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс, сохраняется постоянной. В редком случае монодисперсной системы, когда частицы имеют почти одинаковый размер, кривая имеет вид острого пика с узким основанием. Встречаются системы, дающие на кривой распределения два и большее число максимумов. Для тонкопористых тел, например адсорбентов и катализаторов, понятие Д. заменяется равнозначным понятием пористости, т. е. характеристикой размеров каналов-пор, пронизывающих эти тела.

  В химии высокомолекулярных соединений Д. часто называют характеристику размеров линейных или разветвлённых (цепочечных) полимерных молекул, определяемую молярной массой. Полидисперсность полимеров может быть выражена функцией распределения молекул по их молярным массам (так называемое молекулярно-массовое распределение). Графически эта функция изображается кривой типа приведённых на рис.; по оси абсцисс откладывают молярные массы, а по оси ординат — доли полимерных фракций с соответствующими молярными массами.

  Д. как технологический показатель имеет важное значение в производстве и применении пигментов, различных наполнителей для пластмасс, минеральных вяжущих веществ, удобрений, пестицидов, фармацевтических препаратов и многих других порошкообразных и мелкозернистых продуктов. Определяется Д. методами дисперсионного анализа.

  Лит. см. при ст. Дисперсионный анализ.

Кривые распределения объёма (массы) частиц по размерам: 1 — монодисперсная система; 2 — полидисперсная система. dmin, dmax, d0 — соответственно минимальный, максимальный и вероятнейший размер частиц; f(d) — функция распределения, доля объёма (или массы) дисперсной фазы, которая приходится на частицы с данным интервалом размеров, делённая на величину интервала.

Дисперсноупрочнённые материалы

Дисперсноупрочнённые материа'лы, металлы или сплавы, упрочнённые дисперсными частицами тугоплавких соединений, главным образом окислов, не растворяющихся и не коагулирующих в матрице (основе) сплава при высоких рабочих температурах. Д. м. отличаются от широко используемых в технике дисперсионно-твердеющих сплавов (см. Старение металлов) структурой, составом, методами изготовления, а также более высокой структурной и термической стабильностью, проявляющейся в сохранении длительной прочности Д. м. при высоких температурах. В распространённых жаропрочных дисперсионно-твердеющих никелевых сплавах наибольшее влияние на повышение жаропрочности оказывают интерметаллидные упрочнители (Ni3Al, Ni3Ti). Однако при температурах выше 1000—1100°С последние растворяются и коагулируют в основе сплава, что приводит к его разупрочнению. Повышенная жаропрочность Д. м. на никелевой основе достигается введением в никель 2—5% тугоплавких кислородных соединений (ThO2, HfO2, Y2O3). Оптимальная дислокационная структура матрицы формируется при строгом соблюдении дисперсности частиц (100—600 А), расстояния между ними (0,5—0,8 мкм), а также в результате применения термомеханических режимов обработки — холодной деформации и высокотемпературного отжига. На рис. приведены графики зависимости длительной прочности дисперсноупрочнённых и дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов от времени и температуры.

  Изделия из Д. м. получают, как правило, в три стадии: подготовка исходных порошков главным образом путём совместного химического осаждения основы и упрочнителя из водных растворов их солей, формование заготовок и обработка их давлением — экструзией, волочением, прокаткой и т.д. Применение дисперсного упрочнения позволяет повысить жаропрочность и расширить температурные области использования практически всех металлов и сплавов на основе меди, никеля, кобальта, железа, циркония, титана, молибдена и др.

  Лит.: Современные композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана и Р. Крока, пер. с англ., М., 1970; Портной К. И., Туманов А. Т., Композиционные и дисперсно-упрочненные жаропрочные никелевые сплавы, в кн.: Сборник научных докладов на совещании по проблеме: «Структура и свойства жаропрочных металлических материалов», М., 1970; Туманов А. Т., Портной К. И., Новые пути повышения жаропрочности никелевых сплавов, «Докл. АН СССР», 1971, т. 197, №1.

  К. И. Портной, А. Т. Туманов.

Зависимость длительной прочности дисперсно-упрочненных и дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов от температуры (а) и времени (б).

Дисперсные красители

Диспе'рсные краси'тели, группа плохо растворимых в воде красителей, применяемых для окрашивания полиамидных, полиэфирных, полиакрилонитрильных и ацетатных волокон. Д. к. характеризуются отсутствием кислотных групп SO3H и COOH, молярной массой не более 350; в процессе производства диспергируются до размеров 0,2—2 мкм. См. Крашение.

Дисперсные системы

Диспе'рсные систе'мы, образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Д. с. по крайней мере одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной, фазе — дисперсионной среде. Д. с. по основной характеристике — размерам частиц или (что то же самое) дисперсности (определяемой отношением общей площади межфазной поверхности к объёму дисперсной фазы) — делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы (коллоиды). В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10-4 см и выше, в коллоидных — от 10-4—10-5 до 10-7 см. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — аэрозоли (туманы, дымы), пыль; жидкодисперсные — золи, суспензии, эмульсии, пены; твёрдодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа (см. табл.). Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии (см. Лиофильные и лиофобные коллоиды) — грубодисперсные системы; как правило (при наличии разности плотностей), они седиментационно неустойчивы, т. е. их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают. Золи — типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы) участвуют в броуновском движении и потому седиментационно устойчивы. Жидкие и твёрдые пены, состоящие из газовых ячеек-пузырьков, разделённых тонкими прослойками непрерывной фазы, представляют особую группу структурированных ячеистых систем (см. ниже).

  По интенсивности молекулярного взаимодействия фаз различают лиофильные и лиофобные Д. с. В лиофильных системах молекулярное взаимодействие между фазами достаточно велико и удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) на межфазной границе очень мала. Лиофильные системы образуются самопроизвольно (спонтанно) и имеют предельно высокую дисперсность. В лиофобных системах взаимодействие между молекулами различных фаз значительно слабее, чем в случае лиофильных систем; межфазное поверхностное натяжение велико, вследствие чего система проявляет тенденцию к самопроизвольному укрупнению частиц дисперсной фазы (см. Коагуляция и Коалесценция). Обязательное условие существования лиофобных Д. с. — наличие стабилизаторов, веществ, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз и образуют защитные слои, препятствующие сближению частиц дисперсной фазы.