Вязкоупругая релаксация в жидкостях при низких частотах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

ДАМДИНОВ Банр Батуевич

ВЯЗКОУПРУГАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ЖИДКОСТЯХ ПРИ НИЗКИХ ЧАСТОТАХ

Специальность: 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 7 идя 2012

Улан-Удэ - 2012

005044321

005044321

Работа выполнена в ФГБУН «Институт физического материаловедения» СО РАН, г. Улан-Удэ

Научный консультант: доктор технических наук

Ьадмаев Бадма Банзаракцаевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет», г. Иркутск Аграфонов Юрий Васильевич

доктор физико-математических наук, доцент, Саровский физико-технический институт НИЯУ МИФИ, г. Саров Шевяхов Николай Сергеевич

доктор физико-математических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет», г. Улан-Удэ Маптатов Владимир Владимирович

Ведущая организация: Акустический институт им. акад. Н.Н. Апдреева, г. Москва

Защита состоится «30» мая 2012 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.022.09 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бурятского государственного университета.

Автореферат разослан « 1$ » апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук . В.М. Халтанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение сдвиговых вязкоупругих свойств жидкостей и выявление природы релаксационных процессов, протекающих в них, являются актуальными проблемами физики конденсированного состояния. Вязкоупругие параметры сред являются их важнейшими характеристиками как в научном плане, так и в практическом отношении. Они необходимы в качестве контролируемых величин в расчетах, связанных с процессами создания новых конструкций машин, а также для выбора наиболее рациональных режимов работы оборудования и оптимальных технологических схем производства. Реологические измерения служат эффективным методом исследования природы физико-химических свойств веществ и особенностей их атомно-молекулярного строения.

В изучении вязкоупругих свойств жидкостей важную роль играют акустические методы, которые остаются основным инструментом, позволяющим получить значения модулей сдвиговой упругости (G' и G"), характеризующих вязкоупругое поведение жидкости. Структурные изменения в вязкоупругих материалах можно оценивать как по их модулю сдвига, так и по параметрам внутреннего трения.

Наиболее важным методом исследования вязкоупругих свойств жидкостей является изучение реакции жидкости на сдвиговые воздействия с определенной частотой. Принято считать, что сдвиговая упругость жидкостей может проявляться только в высокочастотном режиме: при частотах сдвиговых колебаний Ю10 Гц и выше, сравнимых с частотой перескоков отдельных частиц жидкости. Однако в работах Базарона У.Б., Дерягина Б.В. и Булгадаева A.B. впервые было обнаружено наличие сдвиговой упругости у различных жидкостей при относительно низкой частоте 74 кГц. Наличие сдвиговой упругости у жидкостей при частотах сдвиговых колебаний порядка 105 Гц, независимо от их вязкости и полярности, свидетельствует о том, что классические представления о природе жидкого состояния вещества нуждаются в дальнейшем развитии. Было предположено, что в жидкости имеется низкочастотный вязкоупругий релаксационный процесс с периодом релаксации, намного превышающим время оседлого существования отдельных частиц жидкости. В результате исследований было обнаружено, что тангенс угла механи-

ческих потерь для всех исследованных жидкостей меньше единицы. В соответствии с реологической моделью Максвелла, это означает, что частота релаксации вязкоупругого процесса ниже частоты эксперимента. Для более глубокого понимания природы низкочастотного вязкоупругого релаксационного процесса необходимы систематические частотные и температурные реологические исследования.

Развитие модельных представлений о природе жидкого состояния, изучение сдвиговых вязкоупругих свойств жидкостей при низких частотах, выявление природы релаксационных процессов в них имеют важное фундаментальное значение.

Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук в соответствии с приоритетным направлением СО РАН 2.1. «Актуальные проблемы физики конденсированного состояния», а также в рамках проекта 2.7.2.5. «Структурно-релаксационные процессы в неоднородных системах с наноразмерными частицами и в стеклообразных полупроводниках». Работа была поддержана Американским и Российским акустическими обществами (2000, 2007) и Австрийским научным фондом (2008). Выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 98-01-00503-а, 04-02-26671-3, 05-02-16584-а, 07-02-90103-Монг-а, 08-02-08186-3, 08-02-98008, 09-02-00748-а.

Целью данной работы является установление механизма низкочастотной релаксации в жидкостях на основе кластерной модели и экспериментальное акустическое исследование сдвиговых свойств различных вязкоупругих материалов (вязких жидкостей и коллоидов).

Для реализации поставленной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

1. Создание приближенной кластерной модели поведения вязкоупругих материалов при низкочастотном сдвиговом воздействии.

2. Разработка и модификация экспериментальных установок резонансного метода измерения вязкоупругих свойств жидкости (на частотах ниже 105 Гц).

3. Исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров, буровых и пропиточных растворов.

4. Исследование сдвиговых свойств суспензий наночастиц акустическим и реологическим методами.

Методы и объекты исследований. Исследовались различные жидкости, смеси полимеров, пропиточные растворы, коллоидные суспензии наночастиц. При измерениях вязкоупругих свойств использован акустический резонансный метод, вискозиметрия, реологический метод крутильных колебаний. Наряду с этим в работе использован модельный подход.

Предмет исследования. Закономерности, взаимосвязи, качественные и количественные оценки низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях.

Научная новизна.

1. Резонансным акустическим методом с применением пьезок-варцевого вибратора впервые получены значения действительного и мнимого модулей сдвига, тангенса угла механических потерь различных жидкостей при частотах сдвиговых колебаний ниже 105 Гц.

2. Проведено исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров при двух частотах 40 и 74 кГц. Показано, что при определенном соотношении компонентов смеси (20% коллагена в карбоксиметилцеллюлозе) наблюдается минимум модуля упругости и максимум тангенса угла механических потерь. Такое поведение объясняется преобладанием в смеси данной концентрации химического взаимодействия над механическим. Установлено, что предел прочности на разрыв твердых пленок, полученных методом полива растворов этой смеси, проходит через минимум при том же соотношении компонентов.

3. Впервые проведено исследование низкочастотной сдвиговой упругости пропиточных и буровых растворов (битума и пека в дизельном топливе, креозота) при различных температурах, частотах и амплитудах сдвиговой деформации.

4. Получены новые экспериментальные значения низкочастотного комплексного модуля сдвига для ряда пропиточных и буровых растворов. Показано, что модуль сдвига и сдвиговая вязкость уменьшаются при увеличении амплитуды внешнего сдвигового воздействия в несколько раз.

5. Резонансным методом с применением камертонного резонатора были измерены вязкоупругие свойства ряда жидкостей на час-

тоте сдвиговых колебаний 3,1 кГц. Проведен расчет сдвиговых вяз-коупругих свойств ряда жидкостей.

6. Показана возможность определения молекулярной массы полимеров по экспериментально измеренному модулю сдвига. Определены действительный и мнимый модули сдвига 13 фракций полистирола. Предложена приближенная формула, устанавливающая количественную связь между двумя важными характеристиками -модулем сдвига и молекулярной массой полимера. При увеличении молекулярной массы полистирола (ПС) от 480000 до 5050000 модуль сдвига растворов ПС растет от 32 кПа до 199 кПа.

7. Впервые определены сдвиговые параметры коллоидных суспензий наночастиц итгрий-алюминиевого граната в этиленгликоле реологическим методом на частотах 0,01 - 100 Гц. Изучена частотная зависимость модулей сдвига коллоидных суспензий этих наночастиц. Показано, что сдвиговые вязкоупругие свойства коллоидных суспензий наночастиц зависят от концентрации, размеров наночастиц и амплитуды сдвиговой деформации. В результате экспериментальных исследований установлено, что положение максимума мнимого модуля сдвига смещается в сторону больших частот с увеличением концентрации наночастиц в суспензии.

8. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации I/ процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле, из которой следует, что низкочастотная релаксация в жидкостях относится к низкоэнергетическим процессам 17 ~ 22 кДж/моль. Дана энтропийная трактовка предэкспонен-циального множителя в выражении для времени релаксации. Проведена оценка числа единиц в кластере вазелинового масла ъ~ 102-103 единиц.

Научная обоснованность и достоверность экспериментальных результатов подтверждается согласованностью результатов при измерении вязкоупругих свойств жидкостей резонансным методом и известными апробированными методами, проведением дополняющих друг друга контрольных измерений, а также согласием с результатами других исследователей.

Практическая ценность.

1. Разработанные резонансные методы измерения комплексного модуля сдвига позволяют установить вязкоупругие свойства широкого класса жидкостей.

2. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании технологии пропитки пористо-капиллярных твердых тел, в частности, древесины, так как большинство технологических процессов существенно зависят от вязкоупругих свойств пропиточных растворов (креозота, битума и пека в дизельном топливе).

3. Предложенная методика расчета, устанавливающая количественную связь между модулем сдвига и молекулярной массой полимера, позволяет проводить оценку молекулярной массы по результатам измерений вязкоупругих свойств полимерных растворов.

Реализация результатов исследований. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Бурятского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации были представлены, обсуждены и одобрены на: региональной научной конференции «Исследования в области молекулярной физики» (Улан-Удэ, 1994, 1996), международной научной конференции «Достижения в области гетерогенных сред» (Москва, 1995), сессиях Российского акустического общества (Москва, 19972010, Нижний Новгород, 2007, Саратов, 2011), 9-й Сибирской школе молодых ученых (Новосибирск, 1998), Байкальской школе по фундаментальной физике (Иркутск, 1999), научном семинаре Акустического института «Акустика неоднородных сред» (Москва, 1999, 2001, 2012), семинаре кафедры акустики физического факультета МГУ (Москва, 2000), втором конгрессе Словенского акустического общества (Любляна, 2000), международной конференции по нелинейной акустике (Москва, 2002), международной конференции по физике жидкого состояния (Киев, 2003, 2005), международном конгрессе по ультразвуку (Париж, 2003, Пекин, 2005), международной конференции по поверхностным силам (Звенигород, 2002, Москва, 2010), семинаре института гидродинамики СО РАН «Акустика неоднородных сред» (Новосибирск, 2008), международном конгрессе по шумам и вибрациям (Прага, 2004, Вена, 2006), 233-й сессии Американского химического общества (Чикаго, 2007), Международном конгрессе по акустике (Париж, 2008), семинаре физического факультета Венского университета (Вена, 2009, 2010); 1, 2 и 3-й Всероссийских конференциях по на-номатериалам (Улан-Удэ, 2008, 2009, 2010), на ежегодных сессиях ОФП БНЦ СО РАН, ВСГУТУ, БГУ.

Личный вклад соискателя. Личный вклад автора состоит в выборе научного направления исследований, постановке и решении основных задач исследований. Основные результаты получены лично автором, отдельные результаты получены либо под его руководством, либо при его непосредственном участии. Автором сформулированы основные положения и выводы диссертационной работы.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 50 научных работ, в том числе 1 монография, 17 статей в рецензируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 189 наименований. Работа изложена на 185 страницах, включая 59 рисунков и 17 таблиц.

Положения, выносимые на защиту:

1. Согласно разработанной кластерной модели, низкочастотный вязкоупругий релаксационный процесс в жидкостях и коллоидах обусловлен наличием в их структуре флуктуационных кластеров, которые с течением времени образуются и распадаются.

2. Эффективная вязкость полимерного раствора пропорциональна молекулярной массе полимера. Коэффициент пропорциональности определяется мнимым и действительным модулем сдвига.

3. В 20%-ном растворе коллагена в карбоксиметилцеллюлозе наблюдается минимальное значение модуля сдвига. Предел прочности на разрыв твердых пленок, полученных методом полива из этих же растворов, проходит через минимум при той же концентрации коллагена в КМЦ.

4. Сдвиговые вязкоупругие свойства (действительный и мнимый модули сдвига) пропиточных и буровых растворов, а также коллоидных суспензий наночастиц зависят от амплитуды сдвигового воздействия и температуры.

5. Разработанные экспериментальные установки на частотах ниже 105 Гц (40 , 10 и 3 кГц) позволяют измерить сдвиговые вязкоупругие свойства различных жидкостей и коллоидов и рассчитать основные параметры вязкоупругой релаксации в этих средах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Главе 1 рассмотрены современные представления о природе жидкого состояния вещества. Подробно описаны методы измерения сдвиговых характеристик вязкоупругих материалов.

По существующим представлениям о природе жидкого состояния вещества, сдвиговая упругость маловязких жидкостей может быть обнаружена при частоте сдвиговых колебаний порядка 1010-1012 Гц. Работы У.Б. Базарона, Б.В. Дерягина и A.B. Булгадаева показали наличие сдвиговой упругости жидкостей независимо от их вязкости и полярности при частотах сдвиговых воздействий порядка 105 Гц, что свидетельствует о существовании вязкоупругого релаксационного процесса в жидкостях, связанного с коллективными эффектами. Исследования ряда авторов показали, что поведение различных жидкостей отличается от ньютоновского, и их реакция на сдвиговое воздействие оказывается вязкоупругой. Несомненный интерес вызывает исследование низкочастотных вязкоупругих свойств различных жидкостей при частотах ниже 105 Гц, а также в зависимости от температуры и амплитуды сдвига.

Глава 2 посвящена акустическому резонансному методу исследования вязкоупругих свойств жидкостей. Резонансный метод измерения комплексного модуля сдвига жидкостей основан на изучении влияния, которое оказывают силы добавочной связи на резонансные свойства пьезокварца. Вывод расчетной формулы для определения модуля сдвига жидкостей был приведен в работе У.Б. Базарона, Б.В. Дерягина, A.B. Булгадаева [ДАН СССР. 1965. Т. 60, вып. 4]. Комплексный сдвиг резонансной частоты пьезокварца находится путем сравнения импедансов жидкости и пьезокварца. Теория метода дает для действительной и мнимой частей комплексного модуля сдвига жидкости следующие выражения (в случае, когда толщина прослойки жидкости гораздо меньше длины сдвиговой волны) [У.Б. Базарон, O.P. Будаев и др. ДАН СССР, 1974, Т. 215, №.2]:

q ,= 4л- 2М/ рА/'Я (1)

S

(2)

S

где М- масса пьезокварца,^ - его резонансная частота, А/- сдвиг резонансной частоты, H - толщина жидкой прослойки, S — площадь накладки.

Тангенс угла механических потерь равен отношению мнимого модуля к действительному:

G' A/' ' w

Из этих формул следует, что при наличии у жидкости постоянного модуля сдвига действительный и мнимый сдвиги частот А f и Дf" должны быть пропорциональны обратной величине толщины пленки. Мнимый сдвиг частоты равен изменению затухания колебательной системы Af "= Да/2, где Аа - изменение ширины резонансной кривой пьезокварца. Измеряемыми величинами являются сдвиг резонансной частоты и толщина жидкой прослойки. Важным достоинством акустического резонансного метода измерения сдвиговых механических свойств жидкостей является возможность исследования жидкостей без ограничений на вязкость. Все ранее проведенные исследования были выполнены на одной строго фиксированной частоте 74 кГц. Далее рассмотрена экспериментальная установка. Акустический резонансный метод исследования был применен нами на частотах 40 кГц и 10 кГц. В работе использовался генератор на биениях. Стабильность частоты генератора и пределы ее плавного изменения были достаточны для решения задач работы. Применялся пьезокварц Х-18,5° среза в форме бруска с прямоугольным сечением с резонансной частотой 40 кГц, массой 13,81 г и размерами 5,5x1.3x7,0 мм3. Из теории метода исследования следует, что для измерения вязкоупругих свойств жидкостей необходимо измерять толщину жидкой прослойки в широких пределах. Примененный нами интерференционный метод измерения толщины прослойки жидкостей с его точностью и простотой был достаточно удобным для проведения измерений. Затем подробно описана методика эксперимента. Описана экспериментальная установка для возбуждения пье-зокварцевого резонатора. Обсуждены требования к измерительной ячейке. Показана необходимость тщательной очистки жидкостей и рабочих поверхностей [Badmaev В., Dembelova Т., Damdinov В., Ма-karova D., Budaev О. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2011. V. 383, Issues 1-3].

Глава 3 посвящена результатам экспериментального исследования сдвиговых вязкоупругих свойств жидкостей. В п. 3.1. представлены результаты исследования различных жидкостей: гликолей, спиртов, углеводородов, буровых и пропиточных растворов.

На рис. 1. показаны зависимости действительного сдвига резонансной частоты пьезокварца от обратной величины толщины пленок для трех органических жидкостей: этиленгликоль, диэтиленг-ликоль и триэтиленгликоль, при основной рабочей частоте 40 кГц [Б.Б. Бадмаев, Б.Б. Дамдинов // Акустический журнал. 2001. Т.47, №4].

1/Н, мкм'1

Рис. 1. Зависимости действительного сдвига частоты для этиленгликоля (1), диэтиленгликоля (2), триэтиленгликоля (3)

Линейность зависимостей свидетельствует о том, что эти жидкости обладают объемным модулем сдвига в условиях эксперимента. По формуле (1) можно определить значения действительных модулей упругости этих жидкостей. Для этиленгликоля О = 0,41-105 Па, для диэтиленгликоля С = 0,51-Ю5 Па, для триэтиленгликоля С = 0,74-105 Па. Для вышеназванных жидкостей тангенсы угла механических потерь, по формуле (3), получаются соответственно равными: для этиленгликоля Ь<т6 - 0,72; для диэтиленгликоля 1ап6>= 0,65; для триэтиленгликоля Шлв = 0,44. Видно, что модуль сдвиговой упругости возрастает с увеличением вязкости.

Табличное значение вязкости этиленгликоля (определяемое капиллярным вискозиметром) при температуре эксперимента (21°С) равно 0,18 П, диэтиленгликоля - 0,32 П, а триэтиленгликоля - 0,34

П. Интересно сравнить эти значения вязкостен с эффективными вязкостями, проявляющимися при предположениях, когда в жидкости складываются упругие и вязкие деформации, т.е. в случае тела Максвелла. В случае реологической модели Максвелла эффективная вязкость определяется по следующей формуле: \ + Хап2 в)

V» =

(4)

2 л/р tan в

Для этиленгликоля, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля получаются следующие значения эффективных вязкостей: 7?м = 3,24 П, т]„ = 4,92 Пи í/M = 5,46 П соответственно. Полученные вязкости значительно превосходят табличные значения. Мы предполагаем, что при малых сдвиговых деформациях жидкости обладают некоторой структурой, которая затем разрушается при больших деформациях.

В таблице 1 представлены рассчитанные значения модуля сдвиговой упругости G' и тангенса угла механических потерь tañé? и вяз-костей исследованных жидкостей. Для сравнения в таблице 2 приведены результаты исследования вязкоупругих свойств этих же жидкостей на частоте 74 кГц.

Таблица 1

Вязкоупругие свойства различных жидкостей на частоте 40 кГц

ЖИДКОСТИ t,°C G40"5,na tan в Ли. п 77т, П

Этиленгликоль 22 0,39±0,03 0,72 3,24 0,19

Диэтиленгликоль 24 0,51±0,05 0,44 5,46 0,32

Триэтиленгликоль 23 0,74±0,04 0,65 6,39 0,34

Дибутилфталат 24 0,65±0,05 0,29 9,58 0,02

Бутиловый спирт 22 0,94±0,02 0,22 17,7 0,03

Олеиновая кислота 19 0,76±0,04 0,23 13,8 0,30

Капроновая кислота 24 0,64±0,03 0,43 6,95 0,03

Тридекан 25 0,58±0,05 0,23 8,50 0,02

Пентадекан 24 0,62±0,07 0,13 19,42 0,025

Гексадекан 23 0,66±0,04 0,12 21,99 0,034

Вазелиновое масло 25 1,13±0,02 0,61 10,10 0,26

Сравнение данных таблицы 1 и таблицы 2 показывает, что значение действительного модуля сдвига уменьшается с уменьшением частоты, а значение тангенса угла механических потерь растет, оставаясь меньше единицы. Так, например, для дибутилфталата при

частоте 40 кГц модуль сдвига & = 0,65-105 Па, а тангенс угла механических потерь 0,21. При частоте 74 кГц для дибутилфтала - С = 0,85-Ю5 Па, {ап<9 = 0,21. Такое поведение вязкоупругих свойств жидкостей согласуется с простой реологической моделью Максвелла.

Таблица 2

Вязкоупругие свойства различных жидкостей _на частоте 74 кГц__

ЖИДКОСТИ t,°C G'-IO"5, Па tan в л«, п *7т, П

Этиленгликоль 22 0,91±0.05 0,24 8,61 0,19

Диэтиленгликоль 24 І,22±0.04 0,31 9,33 0,32

Триэтиленгликоль 23 1,28±0.04 0,27 11,01 0,34

Дибутилфталат 20 0,85±0.05 0,21 9,00 0,02

Бутиловый спирт 22 1,03±0.05 0,10 22,50 0,03

Олеиновая кислота 19 1,60±0.0 6 0,21 6,97 0,30

Капроновая кислота 21 0,76±0.07 0,32 5.67 0,03

Тридекан 23 0,68±0.02 0,10 27,07 0,02

Пентадекан 24 0,71±0.04 0,09 31,34 0,025

Гексадекан 24 0,75±0.04 0,08 37,19 0,034

Вазелиновое масло 25 1,36±0.05 0,50 7,36 0,26

Исследование вязкоупругих свойств гомологического ряда поли-этилсилоксановых жидкостей (ПЭС-жидкостей) проводилось тем же резонансным методом при Н«Х, при частоте 40 кГц.

Интерес к исследованию вязкоупругих свойств ПЭС-жидкостей обусловлен их широким применением в технике. Характерными свойствами этих жидкостей являются низкие температуры застывания, повышенная термостойкость, хорошие диэлектрические, а также гидрофобные свойства, значительная сжимаемость, малая величина поверхностного натяжения; их вязкость мало зависит от температуры. Эксперименты показали, что зависимости сдвига резонансной частоты от обратной величины толщины жидкой прослойки для всех 3-х исследованных жидкостей линейны. Рассчитанные значения модуля сдвиговой упругости G' и тангенса угла механических потерь tan # приведены в таблице 3. По формуле (4) были рассчитаны эффективные вязкости. Исследования были проведены при комнатной температуре.

Таблица 3

Вязкоупругие свойства ПЭС-жидкостей на частоте 40 кГц

Жидкости t°c G',10\ Па tan в tjm Пз rjr, Пз

ПЭС-1 22 1,26±0,07 0,18 28,48 0,25

ПЭС-2 22 0,97±0,06 0,19 20,85 1,00

ПЭС-3 21 0,85±0,06 0,21 16,66 2,00

Для сравнения в таблице 4 представлены результаты исследований тех же жидкостей на частоте сдвиговых колебаний 74 кГц [Ешеева Т.С. и др. // Механика композиционных материалов и конструкций. 1995. Т.1, №2].

Таблица 4

Вязкоупругие свойства ПЭС-жидкостей на частоте 74 кГц

Жидкости t°C (j,105, Па tanö Пм, п П-п п

ПЭС-1 23,2 9,63±0.08 0,11 194,48 0,25

ПЭС-2 24,1 4,81±0.08 0,63 23,20 1,00

ПЭС-3 24,3 3,45±0.07 0,87 15,16 2,00

Как видно из таблиц, значения действительного модуля сдвига уменьшаются с уменьшением частоты, а тангенс угла механических потерь растет, что согласуется с моделью Максвелла. Например, для жидкости ПЭС-1 действительный модуль сдвига при 40 кГц равен 1,26-105 Па, а тангенс угла механических потерь равен 0,18. При частоте 74 кГц - модуль сдвига равен 9,83-105 Па, тангенс угла потерь равен 0,11.

Нами было проведено исследование температурной зависимости вязкоупругих свойств некоторых органических жидкостей. На рис. 2. представлена зависимость сдвигов частоты от температуры для олеиновой кислоты [Budaev O.R., Ivanova M.N., Damdinov В.В. // Advances in Colloid and Interface Science. 2003. V.104]. Видно, что с увеличением температуры действительный сдвиг частоты (соответственно модуль сдвига) и мнимый сдвиг частоты (соответственно сдвиговая вязкость) уменьшаются экспоненциально.

Рис. 2. Температурная зависимость действительного Д/' и мнимого Af" сдвигов частоты для олеиновой кислоты

Из экспериментальных зависимостей (рис. 2.) можно оценить энергию активации вязкоупругого релаксационного процесса. Ниже рассмотрена приближенная оценка энергии активации для вазелинового масла.

В п. 3.2 представлены результаты исследования смесей природных полимеров. Проведены исследования сдвиговых свойств смесей природных полимеров резонансным методом на частоте сдвиговых колебаний 40 кГц, затем для сравнения - 74 кГц. В качестве объектов исследования были выбраны природные полимеры: коллаген и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ).

Первоначально были найдены значения основных вязкоупругих свойств: действительного модуля сдвига G и тангенса угла механических потерь tan в для исходных компонентов смеси (2%-ный раствор коллагена и КМЦ в воде). Затем исходные компоненты смешивались в различных соотношениях и определялись те же параметры. В таблице 5 представлены результаты исследования смесей коллагена с КМЦ в зависимости от концентрации коллагена в КМЦ при частоте сдвиговых колебаний 40 кГц.

Концентрационные зависимости

Таблица 5

к, % Сс <7-10-5, Па Шв

0 20 0,363±0,02 0,292

9,09 20,0 0,267±0,03 0,405

14,3 18,8 0,241±0,02 0,440

16,7 17,8 0,220±0,02 0,456

20 18,3 0,193±0,02 0,469

25 18,2 0,207±0,03 0,451

33,3 19,0 0,215±0,04 0,431

50 19,5 0,246±0,04 0,378

66,7 19,1 0,327±0,03 0,363

75 20,0 0,367±0,02 0,346

100 17,5 0,493±0,03 0,318

Как видно из таблицы, значения действительного модуля низкочастотной сдвиговой упругости равны 0,3 63-105 Па и 0,493-105 Па для КМЦ и коллагена соответственно. С увеличением концентрации коллагена значения модуля упругости проходят через минимум, который имеет место при 20% концентрации коллагена в КМЦ. Значения тангенса угла механических потерь проходят через максимум при этой же концентрации. Если предположить, что поведение смеси описывается с помощью простых моделей, состоящих из двух компонентов с различными модулями упругости, то для такой модели справедливо следующее соотношение [Каргин В.А., Слонимский Г.Я. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М., 1967]:

ф_1д1+(а + Ф2)вг

(6)

в = £7,

см 1

(1 + аф2)01 +аф^2' где И 62 — модули упругости компонентов, Ф\ и ф2 - объемные доли компонентов в смеси, а — постоянный параметр, выбранный нами равным 0,857. Из формулы (6) видно, что для такой модели модуль упругости смеси будет равномерно уменьшаться от до С2. Согласно выражению (6), смесь является чисто физическим соединением компонентов.

Нами были также проведены исследования вязкоупругих свойств этих же смесей при частоте 74 кГц. Результаты исследований показали, что в данной смеси при определенном соотношении, а именно 1:4 коллагена к КМЦ, происходит химическое взаимодействие. Интересно отметить, что и при более высокой частоте сдвиговых колебаний обнаруживается минимум модуля и максимум затухания при той же концентрации коллагена в КМЦ.

Кроме того, было проведено исследование механических свойств этих же смесей полимеров в твердой фазе, исследована прочность на разрыв твердых пленок, полученных методом полива растворов смесей коллагена и КМЦ. Показано, что и при исследовании другим методом наблюдается минимум прочности при таком же процентном соотношении в смеси.

Далее показаны результаты исследования пропиточных растворов. С целью получения новых качеств пористо-капиллярные тела подвергают пропитке специальными растворами. Были проведены исследования вязкоупругих свойств различных пропиточных растворов: битума и пека в дизельном топливе, а также креозота. Пек -органические остатки целлюлозного производства. Для всех исследованных концентраций раствора пека в дизельном топливе получаются линейные зависимости сдвигов частот от обратной толщины прослойки жидкости. Это говорит о том, что данные растворы обладают постоянным модулем сдвига. Вычисленные вязкоупругие свойства растворов пека в дизельном топливе представлены в таблице 6.

Таблица 6

Концентрационные зависимости вязкоупругих свойств раствора пека с дизельным топливом при комнатной температуре

Жидкость о, Ю5, с?, 10', Шв ?7т,П

Па Па

пек 50 % 0,56±0,05 0,13±0,01 5,55 0,23 0,561

пек 40 % 0,54±0,05 0,14±0,01 4,81 0,26 0,284

пек 25 % 0,50±0,04 0,16±0,01 3,83 0,32 0,097

пек 12,5 % 0,43±0,03 0,13±0,02 3,62 0,30 0,040

Дизтопливо 0,42±0,03 0,12±0,01 3,49 0,28 0,023

Эффективная вязкость раствора пека в дизельном топливе растет с увеличением концентрации пека.

5 О

ч

30 -1

20 -

1 0

0,05

0,1

(А/Н)1

Рис. 3. Зависимость мнимого сдвига частоты от амплитуды сдвига для 50%-ного раствора пека в дизельном топливе.

1 - толщина прослойки 1,96 мкм,

2 - толщина прослойки 1,1 мкм

з о

2 О

1 о -

О ,0 5

о ,1

(А/Н)'

Рис. 4. Зависимость действительного сдвига частоты от амплитуды сдвига для 50%-ного раствора пека в дизельном топливе.

1 - толщина прослойки 1,96 мкм,

2 - толщина прослойки 1,1 мкм

Для ускорения процесса пропитки пористо-капиллярных тел пропиточные растворы подвергают ультразвуковому воздействию. Поэтому была исследована зависимость вязкоупругих свойств пропиточных растворов от амплитуды сдвигового воздействия. На рис. 3 и 4 показаны результаты для 50%-ного раствора пека в дизельном топливе.

Видно, что с увеличением амплитуды сдвигового воздействия уменьшается действительный сдвиг частоты (соответственно модуль сдвига), а мнимый сдвиг частоты (соответственно мнимый модуль сдвига) проходит через максимум. Подобное реологическое поведение характерно для вязкоупругой модели Максвелла с одним временем релаксации.

Следующим объектом исследования стали растворы битума в дизельном топливе различной концентрации.

Зависимости сдвигов частот от обратной толщины прослойки для исследованных растворов битума также оказались линейными. Результаты исследований растворов битума в дизельном топливе представлены в таблице 7.

Таблица 7

Концентрационные зависимости вязкоупругих свойств раствора битума с дизельным топливом при температуре порядка 20 ЧС

Жидкость G\ 105, Па G", 106, Па tand

Битум 20 % 1,36±0,06 0,39±0,03 0,29 3,13

Битум 10 % 0,78±0,06 0,22±0,03 0,28 1,82

Битум 5 % 0,56±0,05 0,15±0,02 0,27 1,28

Дизтопливо 0,45±0,05 0,12±0,02 0,28 0,99

Результаты наших исследований находятся в согласии с работой [Kasahara Т., Hirose Н., Wada Y., Tsuyuki U. //Jap. Journ. of Appl. Phys., 1964, V.3, №11], в которой были рассмотрены динамические свойства асфальтообразующих битумов различной природы. Японскими исследователями показано, что модули упругости исследованных веществ лежат в диапазоне 104-106 Па при комнатной температуре и порядка 107 Па в области температуры стеклования.

Нами был предложен новый физический метод определения молекулярных масс полимеров. Для фракционирования и определения

молекулярной массы был выбран полистирол (ПС), поскольку его образцы являются международным стандартом для проверки точности определения молекулярных масс полимеров.

В результате фракционирования ПС линейного строения методом дробного осаждения получено 8 фракций. Потери составили 3,95% массы исходного полимера. По характеристическим вязко-стям фракций и нефракционированного ПС рассчитаны молекулярные массы по зависимости [77] = КМ\ где К = 0,007-10"4, а = 0,9. Результаты фракционирования, характеристические вязкости фракций и исходного полимера, значения молекулярных масс представлены в таблице 8.

Таблица 8

Результаты фракционирования. Исходная масса 7,5343 г,

[г/] = 0,80, М,0 = 3240000, потери 3,95%.

№ фр. т, масса фр., г ©і =р; /Ір„ весовая доля фр. И, дл/г Му-10_3 ШГ • [Л]і суммарная весовая доля Фр.

1 1,5921 0,2200 1,20 5050 0,2640 1,0

2 1,2447 0,1720 0,90 3690 0,1548 0,78

3 1,4734 0,2036 0,82 3350 0,1670 0,608

4 0,2699 0,0373 0,71 2870 0,0265 0,4044

5 1,2570 0,1737 0,62 2480 0,1077 0,3671

6 0,6151 0,0850 0,48 1860 0,0404 0,1934

7 0,5587 0,0772 0,40 1540 0,0309 0,1084

8 0,2258 0,0312 0,14 480 0,0042 0,0312

2рі=7,2376 3240 Е=0,7955

Было проведено экспериментальное исследование динамических вязкоупругих свойств растворов ПС в толуоле, измерены динамический модуль сдвига С? и тангенс угла механических потерь Ьапв, а также рассчитана эффективная вязкость 7/м данных растворов. Эксперименты проводились акустическим резонансным методом при

частоте сдвиговых воздействий 74 кГц при температуре около 19±0Д°С.

В таблице 9 приведены результаты исследования вязкоупру-гих свойств 10%-ных растворов ПС в толуоле различных фракций.

Таблица 9

Вязкоупругие свойства 10%-ного раствора полистирола

в толуоле

№ фр. Mv-10"3 G-105, Па tan <9 Vu, П Ы, дл/г

1 5050 1,990 Q2Q5 0,022 1,20

2 3690 1,672 0,199 0,019 0,90

3 3350 1,375 0,197 0,018 0,82

4 2870 1,038 0,228 0,008 0,71

5 2480 0,891 0,261 0,006 0,62

6 1860 0,784 0,284 0,059 0,48

7 1540 0,700 0,354 0,050 0,40

8 480 0,321 0,575 0,012 0,14

Из таблицы 9 видно, что с уменьшением молекулярной массы полимера уменьшается и динамический модуль сдвига. Знание зависимости вязкоупругих свойств от молекулярной массы позволит оценивать молекулярную массу различных полимеров по измеренным значениям модуля сдвига G.

Кроме того, были проведены исследования фракций ПС в зависимости от концентрации раствора. Показано, что с уменьшением концентрации как модуль сдвига, так и эффективная вязкость уменьшаются. Полученные в данной работе экспериментальные результаты находятся в согласии с результатами работы [Matheson A.J. Molecular acoustics. London; New York; Sydney; Toronto, 1970. 290 p.], в которой исследован 1,15%-ный раствор полистирола в толуоле в широком диапазоне частот. Очистку растворителей проводили по известным методикам. ПС фракционировали методом дробного осаждения из 2,5%-го раствора в хлороформе. В качестве осадителя использовали метанол. Фракции ПС высушивали до постоянной массы в вакуумном сушильном шкафу при 60°С и остаточном давлении 2-5 мм рт.ст. Характеристические вязкости фрак-

ций и нефракционированного ПС в растворе толуола измеряли в капиллярном вискозиметре Убеллоде с висящим уровнем при 20±0,05 °С. Резонансным методом были определены сдвиговые характеристики растворов ПС в толуоле. По формулам (1) и (3) были рассчитаны динамический модуль сдвига и тангенса угла механических потерь. Предполагая, что раствор полимера можно приближенно считать вязкоупругим телом Максвелла, мы рассчитали его эффективную вязкость по формуле (4).

Полученные акустическим резонансным методом результаты определения динамического модуля сдвига растворов полистирола в толуоле согласуются с результатами работы [Мэзон. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультраакустике. М., 1952. 453 е.], в которой модуль сдвига растворов полистирола в толуоле был измерен импедансным методом.

Нами была предложена формула связи между модулем сдвига растворов полимера и их молекулярной массой:

.gq + f'g).^ (7)

2nfQ tan в

Таким образом, резонансным акустическим методом с применением пьезокварцевого вибратора впервые получены значения действительного и мнимого модулей сдвига, тангенсы угла механических потерь ряда различных жидкостей при частоте сдвиговых воздействий 40 кГц. Проведено сравнение полученных результатов с ранее проведенными исследованиями при частоте 74 кГц. Показано, что с уменьшением частоты значения модуля сдвига уменьшаются, а значения тангенса угла механических потерь возрастают, оставаясь меньше единицы. Проведены температурные исследования ряда органических жидкостей. Показана возможность оценки энергии активации вязкоупругого релаксационного процесса в жидкостях. Проведено исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров при двух различных частотах (74 и 40 кГц). Показано, что при определенном соотношении в смесях наблюдается минимум модуля упругости и максимум затухания. Подобное поведение наблюдается на обеих частотах. Исследования показали, что с увеличением амплитуды сдвиговой деформации уменьшается динамический модуль и эффективная вязкость различных жидкостей (органические жидкости, буровые и пропиточ-

ные растворы, растворы битума и пека и др.). Получена зависимость между измеренным модулем сдвига и молекулярной массой полимеров. Показано, что зависимость близка к линейной. Предложен физический способ оценки молекулярной массы полимера по измеренному значению динамического модуля раствора.

Глава 4 посвящена применению акустического метода исследования сдвиговых свойств вязкоупругих жидкостей на других частотах. Ранее все исследования проводились на фиксированных ультразвуковых частотах 74 и 40 кГц с помощью пьезокварцевого резонатора. Было показано, что область релаксационных частот лежит ниже 40 кГц. Поэтому возникла задача исследования при более низких частотах. Для исследования сдвиговой упругости на частоте 10 кГц была создана экспериментальная установка, в которой был применен электродинамический метод возбуждения колебаний резонатора [Бадмаев Б.Б, Бальжинов С.А., Дамдинов Б.Б. и др. // Акустический журнал. 2010. Т. 56. №5]. В качестве резонатора использовалась тонкая стеклянная пластинка, совершающая продольные колебания на основной частоте вдоль длинной оси. Один конец пластинки нагружен прослойкой жидкости, накрытой накладкой. По сдвигу резонансной частоты и затуханию колебаний пластинки определялись вязкоупругие параметры жидкости. Возбуждение колебаний вызывалось воздействием переменного магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой с переменным током, на небольшие магниты, прикрепленные с одного конца пластинки. Прием сигнала ведется с другого конца пластинки на такие же катушки. Сигнал в катушке создается за счет электромагнитной индукции колеблющегося постоянного магнита. Пластинка жестко фиксирована относительно катушек с помощью упругих элементов, которые могут колебаться в направлении колебания пластинки, и жестких в других направлениях. Такое крепление позволяет сохранить высокую добротность системы. Толщина жидкого слоя определяется интерференционным методом. Масса данного резонатора составляла 12,85 г. Нами были проведены измерения комплексного модуля сдвига и тангенса угла механических потерь ряда органических жидкостей на данной установке.

В качестве объектов исследования использованы различные жидкости: ПЭС-жидкости, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, бутиловый спирт, тридекан и пентадекан. Для всех исследованных

жидкостей в экспериментах были получены линейные зависимости сдвига резонансной частоты от обратной величины толщины жидкой прослойки, что означает, согласно формуле (1), наличие у данных жидкостей сдвиговой упругости. Были рассчитаны действительный модуль сдвига G' и тангенс угла механических потерь tan# Полученные результаты приведены в таблице 10. Для сравнения в соседних столбцах приведены значения модуля сдвига и тангенса угла потерь при частотах 74 и 40 кГц.

Таблица 10

Сдвиговые вязкоупругие свойства жидкостей

Жидкость 74 кГц 40 кГц 10 кГц

G\ 105, Па tañé» G, Ю5, Па tan<9 <7, 10\ Па tan6>

ПЭС-1 9,63 0,11 1,26 0,18 0,93 0,23

ПЭС-2 4,81 0,63 0,97 0,19 0,75 0,25

ПЭС-3 3,45 0,87 0,85 0,21 0,62 0,29

Этиленгликоль 0,91 0,24 0,39 0,72 0,22 0,85

Диэталенгликоль 1,22 0,31 0,51 0,44 0,15 0,72

Триэтиленгликоль 1,28 0,27 0,74 0,65 0,21 0,81

Бутиловый спирт 1,03 0,10 0,94 0,22 0,72 0,50

Тридекан 0,68 0,10 0,58 0,23 0,43 0,27

Пентадекан 0,71 0,09 0,62 0,13 0,46 0,19

Можно видеть, что рассчитанные значения модуля упругости всех исследованных жидкостей уменьшаются с частотой, а тангенс угла механических потерь растет, оставаясь меньше единицы. Из простой реологической модели Максвелла с одним временем релаксации следует, что при частоте релаксации тангенс угла механических потерь равен единице. Следовательно, частота или частоты релаксации исследованных жидкостей ниже 10 кГц. Поэтому представляет интерес исследование сдвиговой упругости на более низких частотах.

Неоспоримым достоинством резонансных методов измерения вязкоупругих свойств жидкостей является малый объем исследуемой жидкости. Большинство _

/

/

существующих моделей вискозиметров предполагают работу со сравнительно большими объемами жидкостей (50 мл и более), что не всегда возможно, например,

при исследовании дорогих или токсичных жидкостей, а также при реологическом анализе крови. В следующем разделе 4-й главы рассмотрены результаты исследования, полученные с помощью резонатора - камертона на частоте сдвиговых колебаний 3,1 кГц.

Предложенная в нашей работе оригинальная методика измерения вязкости по затуханию колебаний камертона свободна от этого недостатка, так как не требует погружения колеблющегося тела в исследуемую жидкость: достаточно капли вещества. Это позволяет уменьшить объем пробы до 1 мл и менее.

С помощью резонатора камертонного типа нами были проведены исследования на частоте 3,1 кГц. Метод исследования заключался в следующем. Камертон возбуждался в вертикальном положении и контактировал одной из ножек с прослойкой вязкоупругой жидкости (Рис. 5). Основная резонансная частота камертона составляла 800 Гц. Для исследования была выбрана третья

/

Рис.5. Камертонный резонатор (1) с прослойкой жидкости (3), неподвижная подложка (4) и пьезоэлемент (2)

гармоника, частота которой составляла 3,1 кГц. Выбор был обусловлен тем, что на этой частоте нижняя поверхность ножки совершает тангенциальные колебания (нормальная составляющая колебаний минимальна). Между ножкой и неподвижной подложкой помещается исследуемая жидкость. Исследуется изменение акустических параметров колебательной системы во времени. Было проведено измерение вязкоупругих свойств поливинилацетата (ПВА). Показано, что модуль сдвига (действительный сдвиг частоты) и вязкость (мнимый сдвиг частоты) для ПВА растет с течением времени почти линейно. В таблице 11 представлены результаты расчета вязкоупругих свойства ПВА с помощью формул (1), (3) и (4).

Таблица 11

Результаты динамических измерений вязкоупругих свойств ПВА

t, мин Л, Гц А/', Гц Л/", Гц G, 105Па , Па с tan 6

5 3156 4 10 9,22 13,49 2,5

10 3156 8,2 17 18,9 50,39 2,07

Таким образом, резонансным методом с применением камертонного резонатора были измерены сдвиговые вязкоупругие свойства ряда жидкостей на звуковой частоте 3,1 кГц.

Далее в главе приведены результаты исследования суспензий наночастиц реологическим методом на частотах 0,01-100 Гц. Жидкие коллоидные суспензии встречаются в различных отраслях промышленности. Частицы также добавляются в эти суспензии для улучшения свойств конечного продукта. Суспензии наночастиц иттрий-алюминиевого граната с неодимом в этиленгликоле исследованы с помощью реологического колебательного метода. Этиленг-ликоль (С2Нб02), изготовленный фирмой Merck Company (Германия), 99,5% чистоты, М = 62,07 г/моль, 1л = 1,11 кг. Наночастицы Nd:YAG размером 40 нм были приготовлены химическим методом [Bamakov Yu.A., Veal I., Kabato Z., Zhu G., Bahoura M. and Noginov M.A. // Proceedings of SPIE. 2006. V. 6216].

Суспензии были получены на ультразвуковом аппарате фирмы Bandelin Company (Германия) модель Sonorex RK103H, в течение часа на частоте 35 кГц мощностью 560 Вт. Этиленгликоль был взят в качестве растворителя из-за широкого диапазона жидкой фазы

(-10 to 196°C). Реометр фирмы Bohlin/Malvern Company (Великобритания) модель Gemini был применен нами для исследования суспензий наночастиц. В измерениях была использована геометрия двух круглых плоскопараллельных пластин диаметром 2 см. Реометр позволял проводить измерения комплексного модуля сдвига в частотном диапазоне 0,01-100 Гц. Также были проведены исследования в зависимости от амплитуды сдвиговой деформации.

Во-первых, был исследован чистый этиленгликоль. Затем были проведены исследования коллоидных суспензий наночастиц Nd-YAG в этиленгликоле различной концентрации. На рис. 6 показаны зависимости мнимого модуля сдвига суспензий с концентрацией 40 нм частиц 20, 30 и 40% в зависимости от амплитуды сдвигового воздействия. __

Рис. 6. Амплитудная зависимость мнимого модуля сдвига коллоидных суспензий 40 нм наночастиц в этиленгликоле

Видно, что с увеличением амплитуды сдвиговой деформации уменьшается мнимый модуль сдвига (соответственно вязкость). Причем данная зависимость проявляется больше с увеличением концентрации наночастиц.

На рис. 7 приведены зависимости мнимого модуля сдвига суспензий от частоты в диапазоне 0.01-100 Гц.__

1.00Е+005

/Гц

Рис.7. Частотная зависимость мнимого модуля сдвига для суспензий 40 нм Ш:УАС в этиленгликоле

Проведено измерение комплексного модуля сдвига этиленглико-ля реологическим методом в частотном диапазоне 0,01-100 Гц. Получено качественное согласие с результатами, полученными нами акустическим резонансным методом на частотах 10, 40 и 74 кГц.

Геометрические измерения сдвиговых вязкоупругих свойств коллоидных суспензий 40 нм наночастиц Ш-УАО в этиленгликоле различной концентрации показали частотную зависимость действительного и мнимого модулей сдвига в диапазоне 0,01-100 Гц.

Показано, что сдвиговые вязкоупругие свойства коллоидных суспензий наночастиц зависят от концентрации и амплитуды сдвиговой деформации.

Отработана методика создания суспензий наночастиц (золей) и на ее основе получены композитные наноматериалы типа «металл -

диэлектрик». Проведен синтез наночастиц меди и серебра (размером порядка 60-100 нм) различными способами. При получении индивидуальных порошков Ag и Си проведено их смешивание с в разных пропорциях, с последующим прессованием и сплавлением полученных смесей в композиты. Проведен предварительный синтез композитов с применением низкотемпературной плазмы.

Глава 5 посвящена обсуждению полученных результатов в рамках кластерной модели жидкостей. На основе ряда рассмотренных работ и наших экспериментальных данных, можно сделать заключение, что низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей - это установленный экспериментом факт. Однако природа данной упругости остается неясной. Базароном У.Б. с сотрудниками высказано предположение о том, что низкочастотный переход есть низкочастотная вязкоупругая релаксация, обусловленная, по-видимому, коллективными взаимодействиями больших групп молекул, которым присущи большие времена.

Авторы работы [Бартенев Г.М., Сандитов Д.С. Релаксационные процессы в стеклообразных системах. Новосибирск: Наука, 1986. 238 е.] сравнивают низкочастотную релаксацию в жидкостях с так называемым ^.-процессом релаксации в аморфных полимерах и полагают, что время релаксации такого процесса определяется временем жизни или распада ассоциата (группы) молекул.

В данной главе предлагается дальнейшее развитие подхода к низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях как ^.-релаксации. При этом привлекаются релаксационная модель [Исакович М.А., Чабан И.А.// ЖЭТФ. 1966. Т. 50, вып.5] для сильновязких жидкостей и кластерные модели аморфных полимеров и стекол. На основе сходства между акустическим поведением сильновязких жидкостей и микронеоднородных сред Исакович и Чабан выдвинули следующую гипотезу строения сильновязких жидкостей.

Они полагают, что сильновязкая жидкость является микронеоднородной двухкомпонентной средой. Сильновязкая жидкость состоит из упорядоченных микрообластей (кластеров), расположенных в неупорядоченной среде. На роль одного из общих феноменологических подходов к интерпретации универсальных свойств стекол претендует дырочно-кластерная модель [Сандитов Д.С. и др.//

Физика и химия стекла. 2000. Т. 26, №3]. Согласно дырочно-кластерной модели, которую можно рассматривать как приложение теории Исаковича-Чабан к стеклам, стеклообразные твердые тела и их расплавы представляют собой микронеоднородную среду, состоящую из двух динамических компонентов - упорядоченных областей (кластеров), расположенных в неупорядоченной рыхлоупа-кованной матрице. При внешнем воздействии кластеры испытывают перестройку, что выражается в диффузионном обмене флуктуа-ционными дырками - возбужденными кинетическими единицами между этими компонентами. Флуктуационный свободный объем сосредоточен в рыхлоупакованной матрице в виде дырок. Отрыв кинетической единицы от кластера означает образование дырки, а присоединение ее к кластеру - схлопывание дырки.

Мы выдвигаем гипотезу о том, что динамическая структурная микронеоднородность является характерной чертой всех жидкостей; она присуща не только сильновязким, но и простым жидкостям с малой вязкостью. По нашему мнению, между сильновязкими и простыми жидкостями нет принципиального различия. Между ними есть лишь количественное отличие, а именно: время жизни кластеров в маловязких простых жидкостях существенно меньше, чем у сильновязких жидкостей [Бадмаев Б.Б., Дамдинов Б.Б., Сан-дитов Д.С. // Акустический журнал. 2004. Т. 50, №2].

В рамках кластерной модели низкочастотная вязкоупругая релаксация жидкостей обусловлена распадом относительно долговечных кластеров - временных упорядоченных микрообластей структуры. Природа таких кластеров является флуктуационной: с течением времени они образуются и распадаются. Время их жизни велико не из-за частиц больших размеров, а вследствие большого числа связанных молекул г, входящих в кластер. Распад кластера происходит путем перехода «связанная молекула - свободная молекула», напоминающего распад капли жидкости за счет испарения отдельных молекул. Такой многоступенчатый процесс характеризуется большим временем релаксации т.

По аналогии с релаксационным ^.-процессом в аморфных полимерах будем полагать, что энергия активации низкочастотного вяз-коупругого процесса релаксации не зависит от температуры. Она

характеризует силу сцепления между кластером и кинетической единицей, ответственной за этот процесс.

Предэкспоненциальный множитель В в уравнении времени релаксации зависит от свободной энергии активации процесса распада кластера: Р = V- 751, где 5" - энтропия активации.

Пусть кластер представляет собой квазизамкнутую систему, состоящую из 2 одинаковых кинетических единиц (атомов, групп атомов). Время его жизни г определяется уравнением:

т = В -ехр[(и-Т8)/кТ], (8)

В первом приближении предположим, что термодинамическая вероятность существования кластера XV в известной формуле Больцмана

£ = к-1пЖ (9)

тем больше, чем больше число частиц в кластере:

\У = сг, (Ю)

откуда из формул (8)-(10), беря абсолютную величину Б, имеем:

г = С2В-ехр(и/кТ), (11)

где с - коэффициент пропорциональности, который равен единице, ибо при 2=1, когда «кластер» состоит из одной кинетической единицы, величина г определяется по формуле

т = В-ехр(и/кТ), (12)

где предэкспонента В имеет смысл времени одной попытки частицы перейти через потенциальный барьер и, или иначе, периода ее колебаний около положения равновесия В~т^\О"12 с. Поэтому уравнение времени релаксации (11) принимает вид:

т = Вл-ехр(и/кТ), (13)

где предэкспонента Вх для низкочастотного релаксационного процесса в г раз больше, чем в случае высокочастотного процесса релаксации, связанного с подвижностью отдельной частицы:

Вх = 2-В. (14)

Рассмотрим оценку энергии активации и числа молекул в кластере вазелинового масла.

Связь между частотой и температурой будет следующей (из условия максимума механических потерь сог,=С,):

у= у0 -ехр(-и/кТ), (15)

= А" " (16)

2 7гВ х

На рис. 8 приводится температурная зависимость тангенса угла механических потерь, полученная в нашей работе при частоте V] = 40 кГц. Как видно, наблюдаются два максимума при температурах Т>30°С 1>50°С.

1 -

0

-і-

о,

10 50 1,°С

Рис. 8. Зависимость тангенса угла механических потерь от температуры для вазелинового масла

Следовательно, по аналогии с полимерами, можно считать, что в вазелиновом масле, в интервале температур 20-80°С, имеют место два Х-процесса релаксации и Х2, соответствующие двум разным типам физических узлов - кластеров. На температурной зависимости внутреннего трения вазелинового масла при частоте 74 кГц был обнаружен один максимум при температуре Т1«10°С.

Записав формулу (15) при двух частотах V] = 40 кГц и \2 = 74 кГц и подставив в них соответствующие температуры переходов Г1=303К(30°С) и Г2=283К(10°С), получаем следующую приближенную оценку энергии активации низкочастотного вязкоупругого релаксационного процесса (?ч-процесса) для вазелинового масла:

и =

с \

льА

V 7

С ч , \

-I

21,6^. (17)

моль

\___1

Т Т

^1 12У

Получилось небольшое значение, близкое к энергии водородной связи (и«5ккал/моль).

Предварительный результат оценки энергии активации свидетельствует о том, что низкочастотный процесс релаксации в жидкостях относится к низкоэнергетическим процессам, что находится в согласии с предлагаемым нами элементарным механизмом данного процесса, который сводится к отрыву кинетической единицы от кластера. В дырочно-кластерной модели этим механизмом определяется образование флуктуационной дырки в стеклах и их расплавах. Поэтому представляется естественным факт совпадения по порядку величины энергии активации низкочастотного вязкоупругого релаксационного процесса в жидкостях с энергией образования флуктуационной дырки в стеклообразных твердых телах и их расплавах (~Н6 ккал/моль). Зная II, можно найти значение предэкспо-ненциального множителя В% для вазелинового масла. Для этого нужно вычислить

И) = И> -ехр( и/ЯТ2) -7,3-108 Гц (18)

и подставить в формулу (16):

Вх =-^-«2,2-10"9С, (19)

2 лу0

где для оценки приняли значение С; и 10. Полагая В « 10"12 с для одной кинетической единицы, приходим к следующей оценке числа частиц в кластере вазелинового масла:

2 = ВХ/В*10\ (20)

при С; = 1 имеем г = 102.

Таким образом между сильновязкими и маловязкими жидкостями нет принципиальной разницы. Они отличаются количественно, а именно временем жизни кластеров, которое у простых жидкостей с малой вязкостью существенно меньше, чем у сильновязких жидкостей. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле: С/ « 22 кДж/моль. Энтропийная трактовка пре-дэкспоненциального множителя В в уравнении времени релаксации приводит к ВЫВОДУ О ТОМ, ЧТО величина ЭТОГО множителя Вх

33

для низкочастотного релаксационного процесса в 2 раз больше, чем в случае высокочастотного релаксационного перехода: Вх=гВ, где г — среднее число молекул в кластере, которое для вазелинового масла равно около г » 102-103. Вязкоупругая релаксация в жидкостях при низких частотах обусловлена структурными неоднородно-стями (кластерами).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты и выводы можно сформулировать следующим образом:

1. Резонансным акустическим методом с применением пьезок-варцевого вибратора впервые получены значения действительного и мнимого модулей сдвига, тангенса угла механических потерь различных жидкостей при частоте 40 кГц (этиленгликоль, дибутилфта-лат, бутиловый спирт, олеиновая кислота, гексадекан, вазелиновое масло и др.), а также ряда жидкостей при частоте 10 кГц.

2. Установлено, что с уменьшением частоты сдвиговых воздействий модуль сдвига жидкостей уменьшается, а тангенс угла механических потерь увеличивается, оставаясь меньше единицы.

3. Проведено исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров при двух частотах (40 и 74 кГц). Показано, что при определенном соотношении компонентов смеси наблюдается минимум модуля упругости и максимум тангенса угла механических потерь. Экстремальные значения в случае смеси коллагена и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) имеют место при 20%-ной концентрации коллагена в КМЦ. Установлено, что предел прочности на разрыв твердых пленок, полученных методом полива растворов этой смеси, проходит через минимум при той же 20%-ной концентрации коллагена в КМЦ.

4. Проведено исследование низкочастотной сдвиговой упругости пропиточных (битум и пек в дизельном топливе, креозот) и буровых растворов при различных температурах, частотах и амплитудах сдвиговой деформации.

5. Резонансным методом с применением камертонного резонатора были измерены сдвиговые вязкоупругие свойства ряда жидкостей на звуковой частоте 3,1 кГц. Проведен расчет сдвиговых вязкоупругих свойств поливинилацетата.

6. Измерения сдвиговых вязкоупругих свойств коллоидных суспензий наночастиц различной концентрации с помощью реометра показали частотную зависимость действительного и мнимого модулей сдвига в диапазоне 0,01-100 Гц. Показано, что сдвиговые вязкоупругие свойства коллоидных суспензий наночастиц зависят от концентрации, размеров наночастиц и амплитуды сдвиговой деформации.

7. Проведен синтез наночастиц меди и серебра (размером порядка 60-100 нм) различными способами. При получении индивидуальных порошков и Си проведено их смешивание с 8Ю2 в разных пропорциях, с последующим прессованием и сплавлением полученных смесей в композиты

8. Получила дальнейшее развитие кластерная модель, основанная на аналогии между низкочастотным релаксационным процессом в жидкостях и медленным А,-процессом релаксации в аморфных полимерах. Выдвинута гипотеза о том, что в структурах жидкостей имеются флуктуационные кластеры - динамические упорядоченные микрообласти, которые с течением времени образуются и распадаются. Развито представление о том, что механизм низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях связан с распадом кластера, который представляет собой многоступенчатый процесс с относительно большим временем релаксации (напоминающий распад капли жидкости за счет последовательного испарения отдельных молекул).

9. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации II процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле, которая составила -22 кДж/моль. Следовательно, низкочастотная релаксация в жидкостях относится к низкоэнергетическим процессам. Предложена энтропийная трактовка предэкспо-ненциального множителя в уравнении времени релаксации, которая обосновывает увеличение времени релаксации пропорционально среднему числу молекул (кинетических единиц) в кластере.

Таким образом, в работе акустическим резонансным методом исследована низкочастотная вязкоупругая релаксация в жидкостях, суспензиях, растворах. Предложена кластерная модель для интерпретации низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях. Изучение низкочастотной сдвиговой упругости жидкостей может иметь большое значение для понимания аномальных свойств граничных слоев жидкостей и их структурных особенностей, устойчи-

вости коллоидов, для создания теории структурной составляющей расклинивающего давления и т.д.

Несомненно, что низкочастотная сдвиговая упругость является новым фундаментальным свойством жидкостей и при дальнейшем развитии исследований в данной области научно-практическая значимость полученных результатов будет возрастать.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации

Монография

1. Дамдинов Б. Б. Сдвиговые вязкоупругие свойства жидкостей / Б.Б. Дамдинов. Улан-Удэ : Изд-во Бурят, гос. ун-та, 2011.132 с.

Статьи в рецензируемых изданиях

1. Бадмаев Б. Б. Исследование вязкоупругих свойств ряда органических жидкостей акустическим методом / Б. Б. Бадмаев, Б. Б. Дамдинов // Акустический журнал. 2001. Т. 47. №.4. С. 561-563.

2. Badmaev В. В. Shear viscoelastic properties of liquids and their boundary layers / В. B. Badmaev, T. S. Dembelova, В. B. Damdinov // Advances in Colloid and Interface Science. 2003. V.104. P. 299-305.

3. Budaev O. R. Temperature dependence of shear elasticity of some liquids / O. R. Budaev, M. N. Ivanova, В. B. Damdinov // Advances in Colloid and Interface Science. 2003. V.104. P. 307-310.

4. Дамдинов Б. Б. Молекулярная масса и динамические свойства растворов полистирола / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Журнал прикладной химии. 2004. Т.77. вып.5. С. 831-834.

5. Бадмаев Б. Б. Низкочастотные сдвиговые параметры вязкоупругих материалов / Б. Б. Бадмаев, Б. Б. Дамдинов, Д. С. Сандитов // Акустический журнал. 2004. Т.50. №2. С. 156-160.

6. Badmaev В. В. The investigation of shear elasticity of liquids at low-frequent shear influence / В. B. Badmaev, T. S. Dembelova, В. B. Damdinov // Journal of Molecular Liquids. 2006. Issues 1-3. P.299-305.

7. Badmaev B.B. Shear elasticity of fluids at low-frequent shear influence /

B.B. Badmaev, Dembelova T.S., Budaev O.R., Damdinov B.B.// Ultrasonics. 2006. V. 44. Suppl.l. P.e 1491-e 1494.

8. Дамдинов Б. Б. О возможности измерения сдвиговых механических свойств жидкостей различными резонаторами / Б. Б. Дамдинов и [др.] // Известия вузов. Физика. 2006. Т.49. №3. С. 22-24.

9. Damdinov В. В. The acoustical research of shear viscoelastic properties of nanoparticles suspensions / В. B. Damdinov, T. S. Dembelova, B.B. Badmaev // JASA. 2008. V.123. P. 3843.

10. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей и аморфных сред / Б. Б. Дамдинов [и др.]// Деформация и разрушение материалов. 2009. № 2.

C. 14-20.

11. Бальжинов С.А. Распространение мощных звуковых импульсов в слоистой сферической системе / С. А. Бальжинов, Т. С. Дембелова, Б. Б. Дамдинов // Вестник Бурятского государственного университета. 2009. Вып. 3. Химия и физика. С. 157-160.

12. Частотная и температурная зависимости низкочастотной сдвиговой упругости жидкостей / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Вестник Бурятского государственного университета. 2010. Вып. 3. Химия и физика. С. 153-157.

13. О создании новых композиционных материалов на основе наночастиц металлов и диоксида кремния / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Вестник Бурятского государственного университета. 2010. Вып. 3. Химия и физика. С. 132-135.

14. Буяшуев С. Л. О создании композитных материалов на основе наночастиц меди и диоксида кремния / С. Л. Буяшуев, Б. Б. Дамдинов, А. С. Кондратенко // Вестник Бурятского государственного университета. 2011. Вып. 3. Химия и физика. С. 236-240.

15. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Акустический журнал. 2010. Т. 56. № 5. С. 602-605.

16. Badmaev В. Influence of surface wettability on the accuracy of measurement of fluid shear modulus / B. Badmaev, T. Dembelova, B. Damdinov, D. Makarova, O. Budaev // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2011. Volume 383. Issues 1-3. P. 90-94.

17. Дембелова Т. С. Вязкоупругие свойства полимерных жидкостей и их смесей / Т. С. Дембелова, Б.Б. Дамдинов, Д.Н. Макарова, А.Б. Цыренжапо-ва, A.A. Цыремжитова // Вестник Восточно-Сибирского государственного технологического университета. 2011. № 3 (34). С. 38-42.

Статьи в других изданиях

18. Температурная зависимость низкочастотной сдвиговой упругости три-этиленгликоля / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Исследования в области молекулярной физики. Улан-Удэ : Изд-во БНЦ СО РАН. 1994. С. 34-38.

19. Investigation of temperature dependence of liquid complex shear modulus Abs. of II Intern. Symp. "Advances in Struct, and Heterogen. Media" / В. B. Damdinov et al. M„ 1995. P. 24.

20. Сдвиговые волны в жидкостях / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Акустика на пороге XXI века: сб. тр. 6-й сессии Российского акустического общества. (РАО). М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997. С. 31-34.

21. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Акустика на пороге XXI века : сб. тр. 6-й сессии РАО. М. : Изд-во МГУ М.В. Ломоносова, 1997. С. 35-38.

22. Дамдинов Б. Б. Пьезокварцевые резонаторы и их применение при исследовании вязкоупругих свойств жидкостей / Б. Б. Дамдинов // Физика. Химия: сб. тр. молодых ученых Байкальского региона. Улан-Удэ, 1999. С. 9-14.

23. Исследование низкочастотной (ЮОкГц) вязкоупругой релаксации в полимерных жидкостях / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Информационный бюллетень РФФИ. 1999. Т.2, №2. С.224.

24. Дамдинов Б. Б. О природе низкочастотного релаксационного процесса в жидкостях / Б. Б. Дамдинов, Д. С. Сандитов, Б. Б. Бадмаев // Современные проблемы совершенствования системы обучения по физико-математическим и общеинженерным дисциплинам. Улан-Удэ, 2000. С. 67.

25. Исследование смесей природных полимеров / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Сб. тр. 10-й сессии РАО. М.: ГЕОС, 2000. С. 52-55.

26. Влияние молекулярной массы полистирола на динамические свойства его растворов / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Сб. тр. 11-й сессии РАО. М. : ГЕОС, 2001.С. 144-147.

27. Дамдинов Б.Б. Измерение вязкоупругих свойств жидкостей акустическим методом при частоте сдвиговой деформации 40 кГц // Акустика неоднородных сред; под ред. С.А. Рыбака. М.: ГЕОС, 2001. С. 97-101.

28. Сдвиговая упругость жидкостей при частотах 74, 40 и 10 кГц. / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Динамика сплошной среды. Новосибирск : ИГ СО РАН, 2001. Вып. 117. С. 122-125.

29. Damdinov В. В. Experimental acoustical research of nonlinear properties of visco-elastic materials / В. B. Damdinov, В. B. Badmaev, M. N. Ivanova // Nonlinear acoustics at the beginning of XXI century. Ed. by O. V.Rudenko and O.

A. Sapozhnikov. M.: MSU. 2003. P. 831-834.

30. Badmaev В. B. Acoustical research of low-frequency relaxation in visco-elastic liquids / В. B. Badmaev, В. B. Damdinov, T. S. Dembelova // Proceedings of 11th Intern. Congress on Sound and Vibration. 2004. Saint-Petersburg. Russia. P. 1953-1958.

31. Badmaev В. B. The investigation of shear elasticity of liquids at low-frequent shear influence / В. B. Badmaev, T. S. Dembelova,

B. B. Damdinov //Abs/ of 3rd Intera.Conf. Conference «Physics of liquid matter: modern problems». Kyiv, 2005. P. 134.

32. Дамдинов Б. Б. Применение камертона для измерения вязкости и упругости жидкостей / Сб. докладов 3-й конф. Отдела физических проблем БНЦ СО РАН. Улан-Удэ : Изд-во БНЦ СО РАН, 2005. С. 8-12.

33. Дамдинов Б. Б. Исследование коллоидных суспензий наночастиц акустическим методом / Б. Б. Дамдинов, Ю. А. Барнаков, Т. С. Дембелова // Сб. тр. 18-й сессии РАО. Т.1. Физическая акустика. М.: ГЕОС, 2006. С. 1922.

34. Synthesis of nanoparticles via wet chemistry methods / B.B. Damdinov [et al.] // Book of abs. of 13th International Conference on Surface forces. M., 2006. P. 89.

35. Damdinov В. B. Research of nanoparticles in colloids suspension via acoustic method / В. B. Damdinov, Yu. A. Barnakov, T. S. Dembelova // Ab-

stracts of 13th Intern. Congress on Sound and Vibration. Vienna, Austria. 2006. P. 76.

36. Дамдинов Б. Б. Развитие метода исследования наночастиц в коллоидных суспензиях / Б. Б. Дамдинов // Сб. тр. 19-й сессии РАО. T. I. М.:ГЕОС, 2007. С. 39-42.

37. Исследование вязкоупругих свойств растворов полимеров акустическим резонансным методом / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Динамика сплошной среды. Новосибирск: ИГ СО РАН, 2007. Вып. 124. С. 93-95.

38. О кластерной модели вязкоупругих сред / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Сб. тр. XX сессии Российского акустического общества. Т. 1. М.:ГЕОС, 2008. С. 117-122.

39. Исследование частотной зависимости сдвиговых вязкоупругих свойств дисперсий наночастиц / Б. Б. Дамдинов [и др.] // Наноматериалы и технологии: Сб. тр. 2-й науч.-практ. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ : Изд-во Бурят, гос. ун-та, 2009. С. 10-12.

40. Puica V.-R. Temperature research of ethylenglycol confined in nanoporous material / V.-R. Puica, В. B. Damdinov, W. Schranz // Наноматериалы и технологии: Сб. тр. 2-й науч.-практ. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ: Изд-во Бурят, гос. ун-та, 2009. С. 243-244.

41. Частотная и температурная зависимость сдвиговой упругости жидкостей / Б.Б. Дамдинов [и др.]// Сб. тр. 22-й сессии РАО. Т.1. М. : ГЕОС, 2010. С. 131-133.

42. Дамдинов Б.Б. и др. Акустический импедансный метод измерения сдвиговой упругости жидкостей // Сб. тр. 22-й сессии РАО. Т.1. М. : ГЕОС, 2010. С. 134-137.

43. Реологические свойства вязкоупругих жидкостей / Б.Б. Дамдинов [и др.] // Инновационные технологии в науке и образовании: сб. тр. межд. науч.-практ. конф. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуииверситета, 2011. С. 112-115.

Подписано в печать 06.04.2012. Формат 60 х 84 1/16. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100. Заказ №72. Издательство Бурятского госуниверситета 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а riobsu@gmail.com

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЯЗКОУПРУ-ГИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ

1.1. Представления о природе жидкого состояния вещества.

1.2. Реология и методы исследования вязкоупругих сред.

1.3. Методы измерения сдвиговых характеристик жидкостей.

1.4. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей.

Выводы к главе 1.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ

2.1. Теория акустического резонансного метода.

2.2. Экспериментальная установка.

2.3. Методика измерений.

2.4. Анализ погрешностей резонансного метода.

Выводы к главе 2.

Глава 3. СДВИГОВЫЕ ВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ЖИДКИХ СИСТЕМ

3.1. Исследование вязкоупругих свойств ряда органических жидкостей

3.2. Исследование вязкоупругих свойств смесей природных полимеров.

3.3. Вязкоупругие свойства пропиточных растворов.

3.4. Оценка молекулярной массы полимеров по модулю сдвига.

3.5. Коллоидные суспензии наночастиц.

Выводы к главе 3.

Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА НА ДРУГИХ ЧАСТОТАХ

4.1. Исследования вязкоупругих свойств жидкостей на частоте 10 кГц.

4.2. Исследования вязкоупругих свойств жидкостей с помощью камертона на 3,1 кГц.

4.3. Исследование вязкоупругих свойств жидкостей реологическим методом на частотах 0.01-100 Гц.

Выводы к главе 4.

Изучение сдвиговых вязкоупругих свойств жидкостей и выявление природы релаксационных процессов, протекающих в них, являются актуальными проблемами физики конденсированного состояния. Вязкоупругие параметры сред являются их важнейшими характеристиками как в научном плане, так и в практическом отношении. Они необходимы в качестве контролируемых величин в расчётах, связанных с процессами создания новых конструкций машин, а также для выбора наиболее рациональных режимов работы оборудования и оптимальных технологических схем производства. Реологические измерения служат эффективным методом исследования природы физико-химических свойств веществ и особенностей их атомно-молекулярного строения.

В изучении вязкоупругих свойств жидкостей важную роль играют акустические методы, которые остаются основным инструментом, позволяющим получить значения модулей сдвиговой упругости ((7 и Є"), характеризующих вязкоупругое поведение жидкости. Структурные изменения в вязкоупругих материалах можно оценивать как по их модулю сдвига, так и по параметрам внутреннего трения.

Наиболее важным методом исследования вязкоупругих свойств жидкостей является изучение реакции жидкости на сдвиговые воздействия с определенной частотой. Принято считать, что сдвиговая упругость жидкостей может проявляться только в высокочастотном режиме, при частотах сдвиговых колебаний Ю10 Гц и выше, сравнимых с частотой перескоков отдельных частиц жидкости. Однако в работах Базарона, Дерягина и Булгадаева впервые было обнаружено наличие сдвиговой упругости у различных жидкостей при относительно низкой частоте порядка 105 кГц. Наличие сдвиговой упругости у жидкостей при низких частотах сдвиговых колебаний порядка 105 Гц независимо от их вязкости и полярности свидетельствует о том, что классические представления о природе жидкого состояния вещества нуждаются в дальнейшем развитии. Было предположено, что в жидкости имеется низкочастотный вязкоупругий релаксационный процесс с периодом релаксации, намного превышающим время оседлого существования отдельных частиц жидкости. В результате исследований было обнаружено, что тангенс угла механических потерь для всех исследованных жидкостей меньше единицы. В соответствии с реологической моделью Максвелла это означает, что частота релаксации вязкоупругого процесса ниже частоты эксперимента. Поэтому для более глубокого понимания природы низкочастотного вязкоупругого релаксационного процесса необходимы систематические частотные и температурные реологические исследования.

Следовательно, развитие модельных представлений о природе жидкого состояния, изучение сдвиговых вязкоупругих свойств жидкостей при низких частотах, выявление природы релаксационных процессов в них имеют важное фундаментальное значение.

Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук в соответствии с приоритетным направлением СО РАН 2.1. Актуальные проблемы физики конденсированного состояния, а также в рамках проекта 2.7.2.5. Структурно-релаксационные процессы в неоднородных системах с наноразмерными частицами и в стеклообразных полупроводниках. Работа была поддержана Американским и Российским акустическими обществами (2000, 2007 гг.) и Австрийским научным фондом (2008). Она выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 98-01-00503-а, 04-02-26671-3, 05-02-16584-а, 07-02-90103-Монг-а, 0802-08186-3, 08-02-98008, 09-02-00748-а.

Целью настоящей работы является установление механизма низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях на основе кластерной модели и экспериментального акустического исследования сдвиговых свойств различных вязкоупругих материалов (вязких жидкостей и коллоидов).

Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Создание приближенной кластерной модели поведения вязкоупругих материалов при низкочастотном сдвиговом воздействии.

2. Разработка и модификация экспериментальных установок резонансного метода измерения вязкоупругих свойств жидкости (на частотах ниже 105 Гц).

3. Исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров, буровых и пропиточных растворов.

4. Исследование сдвиговых свойств суспензий наночастиц акустическим и реологическим методами.

Методы и объекты исследований.

Исследовались различные жидкости, смеси полимеров, пропиточные растворы, коллоидные суспензии наночастиц. При измерениях вязкоупругих свойств использован акустический резонансный метод, вискозиметрия, реологический метод крутильных колебаний. Наряду с этим в работе использован модельный подход.

Предмет исследования.

Закономерности, взаимосвязи, качественные и количественные оценки низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях.

Научная новизна.

1. Резонансным акустическим методом с применением пьезокварцево-го вибратора впервые получены значения действительного и мнимого модулей сдвига, тангенса угла механических потерь различных жидкостей при частотах сдвиговых колебаний ниже 105 Гц.

2. Проведено исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров при двух частотах 40 и 74 кГц. Показано, что при определенном соотношении компонентов смеси (20% коллагена в карбоксиметилцеллюлозе) наблюдается минимум модуля упругости и максимум тангенса угла механических потерь. Установлено, что предел прочности на разрыв твердых пленок, полученных методом полива растворов этой смеси, проходит через минимум при том же соотношении компонентов.

3. Впервые проведено исследование низкочастотной сдвиговой упругости пропиточных и буровых растворов (битума и пека в дизельном топливе, креозота) при различных температурах, частотах и амплитудах сдвиговой деформации.

4. Получены новые экспериментальные значения низкочастотного комплексного модуля сдвига для ряда пропиточных и буровых растворов. Показано, что модуль сдвига и сдвиговая вязкость уменьшаются при увеличении амплитуды внешнего сдвигового воздействия в несколько раз.

5. Резонансным методом с применением камертонного резонатора были измерены вязкоупругие свойства ряда жидкостей на частоте сдвиговых колебаний 3,1 кГц. Проведен расчет сдвиговых вязкоупругих свойств ряда жидкостей.

6. Показана возможность определения молекулярной массы полимеров по экспериментально измеренному значению модуля сдвига. Определены действительный и мнимый модули сдвига 13 фракций полистирола. Предложена приближенная формула, устанавливающая количественную связь между двумя важными характеристиками - модулем сдвига и молекулярной массой полимера. При увеличении молекулярной массы полистирола (ПС) от 480000 до 5050000 модуль сдвига растворов ПС растет от 32 кПа до 199 кПа.

7. Впервые определены сдвиговые параметры коллоидных суспензий наночастиц иттрий-алюминиевого граната в этиленгликоле реологическим методом на частотах 0,01 - 100 Гц. Изучена частотная зависимость модулей сдвига коллоидных суспензий этих наночастиц. Показано, что сдвиговые вязкоупругие свойства коллоидных суспензий наночастиц зависят от концентрации, размеров наночастиц и амплитуды сдвиговой деформации. В результате экспериментальных исследований установлено, что положение максимума мнимого модуля сдвига смещается в сторону больших частот с увеличением концентрации наночастиц в суспензии.

8. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации и процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле, из которой следует, что низкочастотная релаксация в жидкостях относится к низкоэнергетическим процессам и~ 22 кДж/моль. Дана энтропийная трактовка предэкспоненциального множителя в выражении для времени релаксации. Проведена оценка числа единиц в кластере вазелинового масла ъ ~ 102-103 единиц.

Научная обоснованность и достоверность экспериментальных результатов подтверждается согласованностью результатов при измерении вязко-упругих свойств жидкостей резонансным методом и известными апробированными методами, проведением дополняющих друг друга контрольных измерений, а также согласием с результатами других исследователей.

Практическая ценность.

1. Разработанные резонансные методы измерения комплексного модуля сдвига позволяют исследовать вязкоупругие свойства широкого класса жидкостей.

2. Полученные результаты могут быть полезны при совершенствовании технологии пропитки пористо-капиллярных твердых тел, в частности, древесины, так как большинство технологических процессов существенно зависит от вязкоупругих свойств пропиточных растворов (креозота, битума и пека в дизельном топливе).

3. Предложенная формула, устанавливающая количественную связь между модулем сдвига и молекулярной массой полимера, позволяющая проводить оценку молекулярной массы по результатам измерений вязкоупругих свойств полимерных растворов.

Реализация результатов исследований.

Материалы диссертационной работы используются в учебном и научно-исследовательском процессах Бурятского государственного университета.

Апробация работы.

Основные положения и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях и семинарах: региональной научной конференции "Исследования в области молекулярной физики" (Улан-Удэ, 1994, 1996), международной научной конференции "Достижения в области гетерогенных сред" (Москва, 1995), сессиях Российского Акустического Общества (Москва, 1997-2010, Нижний Новгород, 2007, Саратов, 2011), 9-й Сибирской школе молодых ученых (Новосибирск, 1998), Байкальской школе по фундаментальной физике (Иркутск, 1999), научном семинаре Акустического института "Акустика неоднородных сред" (Москва 1999, 2001, 2012), семинаре кафедры акустики физического факультета МГУ (Москва, 2000), втором конгрессе Словенского акустического общества (Любляна, 2000), международной конференции по нелинейной акустике (Москва, 2002), международной конференции по физике жидкого состояния (Киев, 2003, 2005), международном конгрессе по ультразвуку (Париж, 2003, Пекин, 2005), международной конференции по поверхностным силам (Звенигород, 2002, Москва, 2010), семинаре института гидродинамики СО РАН «Акустика неоднородных сред» (Новосибирск, 2008), международном конгрессе по шумам и вибрациям (Прага, 2004, Вена, 2006), 233 сессии Американского химического общества (Чикаго, 2007), международном конгрессе по акустике (Париж, 2008), семинаре физического факультета Венского университета (Вена, 2009, 2010), 1 , 2 и 3 всероссийской конференции по наноматериалам (Улан-Удэ, 2008, 2009, 2010), на ежегодных сессиях ОФП БНЦ СО РАН, ВСГУТУ, БГУ.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 50 научных работ, в том числе 1 монография, 17 статей в рецензируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 189 наименований. Работа содержит 185 страниц, 59 рисунков и 17 таблиц.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5

1. Выдвинута гипотеза о микронеоднородном строении жидкостей. Предполагается, что в структурах жидкостей имеются флуктуационные кластеры - динамические упорядоченные микрообласти, которые с течением времени образуются и распадаются. Между сильновязкими и маловязкими жидкостями нет принципиальной разницы. Они отличаются количественно, а именно временем жизни кластеров, которое у простых жидкостей с малой вязкостью существенно меньше, чем у сильновязких жидкостей.

2. Предложено дальнейшее развитие идеи Бартенева и Сандитова об аналогии между низкочастотным релаксационным процессом в жидкостях и медленным ^.-процессом релаксации в аморфных полимерах. Развито представление о том, что механизм низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях связан с распадом кластера, который представляет собой многоступенчатый процесс с относительно большим временем релаксации.

3. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле: V « 22 кДж/моль. Энтропийная трактовка предэкспоненциального множителя В в уравнении времени релаксации приводит к выводу о том, что величина этого множителя Вх для низкочастотного релаксационного процесса в г раз больше, чем в случае высокочастотного релаксационного перехода: Вл=гВ, где г - среднее число молекул в кластере, которое для вазелинового масла равно около г » 103, а у эластомеров - г ® 104-10б.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги проведенных исследований, основные результаты и выводы данной работы можно сформулировать следующим образом:

1. Резонансным акустическим методом с применением пьезокварцевого вибратора впервые получены значения действительного и мнимого модулей сдвига, тангенса угла механических потерь различных жидкостей при частоте 40 кГц (этиленгликоль, дибутилфталат, бутиловый спирт, олеиновая кислота, гексадекан, вазелиновое масло и др.), а также ряда жидкостей при частоте 10 кГц.

2. Установлено, что с уменьшением частоты сдвиговых воздействий модуль сдвига жидкостей уменьшается, а тангенс угла механических потерь увеличивается, оставаясь меньше единицы.

3. Проведено исследование вязкоупругих свойств смесей растворов природных полимеров при двух частотах 40 и 74 кГц. Показано, что при определенном соотношении компонентов смеси наблюдается минимум модуля упругости и максимум тангенса угла механических потерь. Экстремальные значения в случае смеси коллагена и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) имеют место при содержании 20% коллагена в КМЦ. Установлено, что предел прочности на разрыв твердых пленок, полученных методом полива растворов этой смеси, проходит через минимум при той же концентрации 20% коллагена в КМЦ.

4. Проведено исследование низкочастотной сдвиговой упругости пропиточных растворов (битум и пек в дизельном топливе, креозот) и буровых растворов при различных температурах, частотах и амплитудах сдвиговой деформации.

5. Резонансным методом с применением камертонного резонатора были измерены сдвиговые вязкоупругие свойства ряда жидкостей на звуковой частоте 3,1 кГц. Проведен расчет сдвиговых вязкоупругих свойств поливи-нилацетата.

6. Измерения сдвиговых вязкоупругих свойств коллоидных суспензий наночастиц различной концентрации с помощью реометра показали частотную зависимость действительного и мнимого модулей сдвига в диапазоне 0,01-100 Гц. Показано, что сдвиговые вязкоупругие свойства коллоидных суспензий наночастиц зависят от концентрации, размеров наночастиц и амплитуды сдвиговой деформации.

7. Проведен синтез наночастиц меди и серебра (размером порядка 60100 нм) различными способами. При получении индивидуальных порошков А§ и Си проведено их смешивание с 8Ю2 в разных пропорциях, с последующим прессованием и плавлением полученных смесей в композиты.

8. Развита кластерная модель, основанная на аналогии между низкочастотным релаксационным процессом в жидкостях и медленным ^-процессом релаксации в аморфных полимерах. Выдвинута гипотеза о том, что в структурах жидкостей имеются флуктуационные кластеры - динамические упорядоченные микрообласти, которые с течением времени образуются и распадаются. Развито представление о том, что механизм низкочастотной вязкоуп-ругой релаксации в жидкостях связан с распадом кластера, который представляет собой многоступенчатый процесс с относительно большим временем релаксации (напоминающий распад капли жидкости за счет последовательного испарения отдельных молекул).

9. В рамках кластерной модели впервые проведена оценка энергии активации и процесса низкочастотной вязкоупругой релаксации в вазелиновом масле, которая составила ~22 кДж/моль. Следовательно, низкочастотная релаксация в жидкостях относится к низкоэнергетическим процессам. Предложена энтропийная трактовка предэкспоненциального множителя в уравнении времени релаксации. Увеличение времени релаксации пропорционально среднему числу молекул (кинетических единиц) в кластере.

Таким образом, в работе исследована низкочастотная вязкоупругая релаксация в жидкостях, суспензиях, растворах акустическим резонансным методом. Предложено развитие кластерной модели для интерпретации низкочастотной вязкоупругой релаксации в жидкостях. Изучение низкочастотной сдвиговой упругости жидкостей может иметь большое значение для понимания аномальных свойств граничных слоев жидкостей и их структурных особенностей, устойчивости коллоидов, для создания теории структурной составляющей расклинивающего давления и т. д.

Несомненно, что низкочастотная сдвиговая упругость является новым фундаментальным свойством жидкостей, и при дальнейшем развитии исследований в данной области научно-практическая значимость полученных результатов будет возрастать.

Автор искренне благодарен д-ру физ.-мат. наук, проф. Д.С. Сандитову, д-ру техн. наук Б.Б. Бадмаеву, д-ру техн. наук Ш.Б. Цыдыпову, канд. техн. наук Т.С. Дембеловой, канд. физ.-мат. наук О.Р. Будаеву, С.А. Бальжинову, М.Н. Ивановой, коллективу лаборатории молекулярной акустики БНЦ СО РАН, коллективу кафедры общей физики, лаборатории физической акустики за поддержку, внимание и помощь в работе. Отдельная благодарность проф. Ю.А. Барнакову, проф. М.А. Миронову, проф. И.Б. Есипову.

1. Мэзон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультраакустике / У.Мэзон. М.:ИЛ, 1952. 453с.

2. Михайлов И.Г. Основы молекулярной акустики / И.Г. Михайлов, В.А. Соловьев, Ю.П. Сырников. М.: Наука, 1964. 340 с.

3. Ноздрев В.Ф. Применения ультраакустики в молекулярной физике / В.Ф. Ноздрев // М.: Физматгиз, 1958. 456с.

4. Мэзон У. Физическая акустика (т.1, ч.А). Методы и приборы ультразвуковых исследований // У. Мэзон. М.: Мир, 1966. 592 с.

5. Brai M. Ultrasonic and hypersonic relaxations of monohydric alcohol/water mixtures // M. Brai, U. Kaatze. J. Phys. Chem, 1992. V.96. P. 8946-8955.

6. Бордюк H.A. Исследование акустических свойств смесей полимеров / H.A. Бордюк, С.М. Гусаковский, С.Н. Иванищук, Б.С. Колупаев //Акустический журнал. 1998. Т. 44, №1. С.21-24.

7. Кузьмин C.B. Акустические свойства сильновязких жидкостей / C.B. Кузьмин, Н.П. Маломуж //Акустический журнал. 1983. Т.29, вып.5. С. 638644.

8. Лебедев-Степанов П.В. О затухании звука в жидкости, содержащей взвешенные частицы микро- и нанометровых размеров / П.В. Лебедев-Степанов, О.В Руденко // Акустический журнал. 2009. Т.55. №6. С.706-711.

9. Андреев В.Г. Стоячие сдвиговые волны в слоистых резиноподобных средах / В.Г. Андреев, Т.Б. Крит, O.A. Сапожников // Акустический журнал. 2010. Т.56. №5. С.579-586.

10. Лайтхилл Д. Волны в жидкостях/ Д. Лайтхилл. М.: Мир, 1981. 603 с.

11. Мандельштам Л.И., Леонтович М.А. К теории поглощения звука в жидкости / Л.И Мандельштам, М.А. Лентович // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1937. Вып.7. С.438-449.

12. Алиев А.Э. Релаксационные процессы и диагностика фазовых состоянийв некоторых конденсированных средах / А.Э. Алиев, А.А. Саидов, П.К. Ха-бибуллаев, И.И. Шиндер //Акустический журнал. 1996. Т.42, №3. С.322-333.

13. Sharma S.C. Ultrasonic studies on mixtures of di-isopropyl ether or di-n-butyl ether with cyclohexane and some aromatic compounds / S.C. Sharma, B. Rani, D. Kaur, M. Syngal //Acustica. 1994. V.80. P. 186-189.

14. Noirez L. Identification of finite shear-elasticity in the liquid state of molecular and polymeric glass-formers/ L. Noirez, H. Mendil-Jakani, P. Baroni// Philosophical Magazine. 2011. V.91. Issue 13-15. P. 1977-1986.

15. Боголюбов H.H. Проблемы динамической теории в статистической физике / Н.Н. Боголюбов. М.: Наука, 1946. 205 с.

16. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей / И.З. Фишер. М.: Физ-матгиз, 1961. 280 с.

17. Физика простых жидкостей / под ред. Г. Темперли, Дж. Роулинсона и Дж. Рашбрука. М.: Мир, 1971. Ч. 1. 308 с.

18. Кубо Р. Некоторые вопросы статистической теории необратимых процессов / Р. Кубо // Термодинамика необратимых процессов. М.: Иностр. литература, 1961. С. 345-421.

19. Mori Н. Statistical-mechanical theory of transport in fluids / H. Mori // Phys. Rev. 1965. V.33, №3. P. 423-455.

20. Зубарев Д.Н. Неравновесная статистическая термодинамика / Д.Н. Зубарев. М.: Наука, 1971. 415 с.

21. Бонч-Бруевич B.JI. Метод функций Грина в статистической механике / B.JI. Бонч-Бруевич, С.В. Тябликов. М.: Физматлит, 1961. 312 с.

22. Юхновский И.Р. Статистическая теория классических равновесных систем / И.Р. Юхновский, М.Ф. Головко. Киев: Наукова думка, 1980. 372 с.

23. Лагарьков А.Н. Метод молекулярной динамики в статистической физике / А.Н. Лагарьков, В.М. Сергеев // УФН. 1978. Т. 125, вып.З. С. 409-448.

24. Evans D.J. Thermal conductivity of the Lennard-Jones fluid by molecular dynamics / D.J. Evans // Can. Journ. Phys. 1985. V.25, №2. P.773-781.

25. Дой М. Динамическая теория полимеров / М. Дой, С. Эдварде. М.: Мир, 1998.440 с.

26. Мартынов О.В. Объемная вязкость неполярных жидкостей с точки зрения модели неустойчивых локальных структур / О.В. Мартынов, Е.П. Тетерин // Прикладная физика. 2010. №2. С. 11-14.

27. Волков B.C. Спектральная теория анизотропных жидкостей / B.C. Волков // Высокомолекулярные соединения. 2010. Т.52. №11. С. 1903-1913.

28. Ландау Л.Д. Теоретическая физика. VI. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, В.М. Лифшиц // М.: Наука, 1988. 736 с.

29. Исакович М.А. Общая акустика/ М.А. Исакович// М.: Наука, 1973. 502 с.

30. Виноградова М.Б. Теория волн / М.Б. Виноградова, О.В. Руденко, А.П. Сухоруков // М.: Наука, 1990. 432 с.

31. Соловьев А.Н. Применение приближенной теории свободного объема для расчета некоторых свойств жидкостей / А.Н. Соловьев // Теплофизиче-ские свойства жидкостей и газов при высоких температурах и плазмы. М.: ГЭИ, 1969. Т.2. С.119-127.

32. Хилл Т.Л. Статистическая механика / Т.Л. Хилл. М.: Иностр. литература, 1961.349 с.

33. Сандитов Д.С. Физические свойства неупорядоченных структур / Д.С. Сандитов, Г.М. Бартенев. Новосибирск: Наука, 1982. 259 с.

34. Сандитов Д.С. Сдвиговая вязкость стеклообразующих расплавов в области перехода жидкость-стекло /Д.С. Сандитов // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2010. Т. 137. Вып.4. С.767-782.

35. Сандитов Д.С. Время релаксации и скорость охлаждения жидкости в области стеклования / Д.С. Сандитов, С.Ш. Сангадиев // Физика и химия стекла. 2007. Т.ЗЗ. №5. С.615-627.

36. Сандитов Д.С. Модель возбужденного состояния и элементарный акт размягчения стеклообразных твердых тел // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2009. Т. 135. Вып.1. С. 108 121.

37. Бартенев Г.М. Релаксационные процессы в стеклообразных системах / Г.М. Бартенев, Д.С. Сандитов. Новосибирск: Наука, 1986. 238 с.

38. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкостей / В.И. Данилов. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 212 с.

39. Гиршфельдер Дж. Молекулярная теория газов и жидкостей / Дж. Гирш-фельдер, Ч. Кертисс, Р. Берд. М.: Иностр. литература, 1961. 930 с.

40. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей / Я.И. Френкель. М.; Д.: Изд-во АН СССР, 1959. 458 с.

41. Корнфельд М.Н. Упругость и прочность жидкостей / М.Н. Корнфельд. М.: Гостехиздат, 1951. 193 с.

42. Бернал Дж. Д. Геометрический подход к структуре жидкости / Дж. Д. Бернал //Успехи химии. 1961. Т.ЗО, вып. 10. С. 1312-1323.

43. Bernai J.D. The structure of liquids / J.D. Bernai // Proc.Roy.Soc. 1964. V.280, №1382. P.299-322.

44. Bernai J.D. Geometry of the structure of monoatomic liquids / J.D. Bernai // Nature. 1959. V. 185, №4706. P.68-70.

45. Бернал Дж. Д. Структура воды и ионных растворов /Дж. Д. Бернал, Р. Фаулер // УФН. 1934. Т. 14, вып. 5. С. 586-643.

46. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов / О.Я. Самойлов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 162 с.

47. Hall L. The origin of ultrasonic absorbtion in water / L. Hall // Phys. Rev., 1948. V.7. P. 775-781.

48. Franc H.S. Structural aspects of ion-solvent intraction in aqueous solution / H.S. Frans, W. Wen // Disc. Farad. Soc. 1957. №24. P.133-140.

49. Саркисов Г.Н. Приближенные уравнения теории жидкостей в статистической термодинамике классических жидких систем / Г.Н. Саркисов // УФН. 1999. Т. 169, №6. С. 625-642.

50. Мартынов Г.А. Проблема фазовых переходов в статистической механике / Г.А. Мартынов // УФН. 1999. Т. 169, №6. С. 595-624.i i

51. Andrade da Costa E.N. A theory of the viscosity of liquids. //Phylos. Magaz. 1934. V.17, P. 497-511.

52. Hirai N. Bulk viscosity of polymeric systems / N. Hirai, H. Eyring //J.Polymer Sci. 1959. V.37,№1.P. 51-70.

53. Фабелинский И.JI. О макроскопической и молекулярной сдвиговой вязкости / И.Л. Фабелинский // УФН. 1997. Т. 167, №7. С.721-733.

54. Ballantine D.S. Acoustic wave sensors / D.S. Ballantine, R.M. White, S.J. Martin, A.J. Ricco, E.T. Zellers, G.C. Frye, H. Wohltjen. New York: Academic Press, 1997.436 р.

55. Sato T. Shear horizontal acoustic plate mode viscosity sensor / T. Sato, H. Okajama, Y. Kashiwase, R. Motegi, H. Nakajama // J.Appl. Phys. 1993. V. 32. P. 2392-2395.

56. Noires L. Revealing the solid-like nature of glycerol at ambient temperature / L. Noires, P. Baroni // J. of Molecular Stucture.2010. V.972. P. 16-21.

57. See H. Measurements of the viscoelastic properties of bituminous materials using an oscillating needle technique / H. See, A.-M. Maher, J. Field, B. Pfister, M. Swain, N. Phan-Thien // Rheol. Acta. 1999. V.38. P. 443-450.

58. Релаксационные явления в полимерах / под ред. Г.М. Бартенева и Ю.В. Зеленева. Л.: Химия, 1972. 376 с.

59. Mankar R.B. Viscoelastic behavior of polymerizing systems / R.B. Mankar, D.N. Saraf, S.K. Gupta//Rheol. Acta. 1999. V.38. P. 84-89.

60. Куни Ф.М. Статистическая теория вязкоупругих свойств жидкостей / Ф.М. Куни // Теорет. и матем. физика. 1974. Т.21. №2. С.233-246.

61. Шахпаронов М.И. Механизмы быстрых процессов в жидкостях / М.И. Шахпаронов // М.: Высш. школа, 1980. 352 с.

62. Prilutski G. Model viscoelastic liquids // G. Prilutski, R.K. Gupta, T. Sridhar, M.E. Ryan // J. non-Newtonian fluid Mech. 1983. V.12. P.233-241.

63. Апакашев P.А. Определение предела прочности и модуля сдвига воды при малых скоростях течения / Р.А. Апакашев, В.В. Павлов // Известия РАН.

64. Механика жидкости и газа. 1997. №1. С.3-7.

65. Стебновский C.B. Термодинамическая неустойчивость дисперсных сред, изолированных от внешних воздействий /C.B. Стебновский // Прикладная механика и техническая физика. 1999. Т.40. №3. С.53-58.

66. Миронов М.А. Медленная кинетика вязкоупругих свойств нефти при низкочастотных сдвиговых колебаниях / М. А. Миронов, И. А. Шеломихина, О. М. Зозуля, И. Б. Есипов // Акустический журнал. 2012. Т.58. №1. С.132-140.

67. Бадмаев Б.Б. Низкочастотные сдвиговые параметры жидких вязкоупругих материалов / Б.Б. Бадмаев, Б.Б. Дамдинов, Д.С. Сандитов // Акустический журнал. 2004. Т.50. №2. С. 156-160.

68. Малкин А.Я. Реология в процессах образования и превращения полимеров / А.Я. Малкин, С. Г. Куличихин. М.: Химия, 1985. 240 с.

69. Пирогов А.Н., Инженерная реология / А.Н. Пирогов, Д.В. Доня. Кемерово: Кемеровский институт пищевой промышленности, 2004. 110 с.

70. Barnes H.A. an introduction to rheology / H.A. Barnes, J.F. Hutton, K. Walters // Amsterdam: Elsevier, 1989. 199 p.

71. Matheson A.J. Molecular acoustics / A.J. Matheson. London; New York; Sydney; Toronto, 1970. 290 p.

72. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров / Дж. Ферри. М.: Иностр. литература, 1963. 535 с.

73. Базарон У.Б. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей / У.Б. Ба-зарон // Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2000. 165с.

74. Мак-Скимин Г. Ультразвуковые методы измерения механических характеристик жидкостей и твердых тел. / В кн.: Методы и приборы ультразвуковых исследований. / Под ред. У. Мэзона. М.: Мир. 1966. Т.1, ч. А. С.327-397.

75. Воларович М.П. Измерение модуля сдвига стекловидных систем в интервале размягчения / М.П. Воларович, Б.В. Дерягин, A.A. Леонтьева // Журн. физ. химии. 1936. Т.8, вып.4. С. 479-485.

76. Корнфельд М. Упругие и прочностные свойства жидкостей / М. Корн-фельд // ЖЭТФ. 1943. Т. 13. С. 116-122.

77. McSkimin H.I. Measurement of Dynamic shear Impedance of low viscosity Liquids at Ultrasonic Frequencies / H.I. McSkimin, P. Andreatch // J.Acoust. Soc. Am, 1967. V.42.P. 248-252.

78. Moore R.S. Defection of Vitrons in Pentachlorbiphenil at 40 MHz and the High-Frequency Mechanical Properties of Chlorinated Biphenils / R.S. Moore, H.I. McSkimin, Ginewsku, P. Andreatch // J.Chem.Phys. 1969. V.50. P. 466-472.

79. Meistor R. The visco-elastic properties of high-viscosity liquids / R. Meistor, C. Marhoeffer, R. Schamanda, L. Cotter, T. Litovitz // J.Appl.Phys. 1960. V.31. P. 854-859.

80. Hersfeld F. Absorption and dispersion of ultrasonic waves / F. Hersteld, T.A. Litovitz. N.Y.; L., 1959. 205 p.

81. Литовиц Т. Структурная и сдвиговая вязкость в жидкостях / Т. Литовиц, К. Дэвис // Физическая акустика. М.: Мир, 1968. Т.2а. С. 298-370.

82. Wolff О. Viscoelastic properties of thin films studied with quartz crystal resonators / O. Wolff, E. Seydel, D. Johannsmann // Farad. Disc. 1997. 107. P. 91-104.

83. Tenan M.A. The quartz crystal microbalance: A tool for probing vis-cous/viscoelastic properties of thin films / M.A.Tenan, D.M. Soares // Braz. J. Phys. 1998. V.28, №4. P.405-412.

84. Савченко B.E. Применение кварцевых резонаторов для исследования вязкоупругости тонких пленок / В.Е. Савченко, Л.К. Грибова, В.В. Сахаров // Акустические измерения и стандартизация: сб. трудов X Сессии РАО. М.: ГЕОС, 2000. Т.2. С.123-128.

85. Исакович М.А. Распространение волн в сильновязких жидкостях / М.А. Исакович, И.А. Чабан // ЖЭТФ. 1966. Т.50, вып.5. С. 1343-1363.

86. Табидзе А.А. Исследование скорости поперечных волн в переохлажденных жидкостях / А.А. Табидзе, Н.И. Кошкин // Журн. физ. химии. 1974. Т.48, вып. 10. С. 2608-2609.

87. Старунов B.C. Тонкая структура в спектре теплового крыла линии Рэлея в жидкостях / B.C. Старунов, Е.В. Тиганов, И.Л. Фабелинский // Письма в ЖЭТФ. 1967. Т.5. С. 317-319.

88. Бердыев А.А. О поперечном звуке в жидкостях / А.А. Бердыев, Н.Б. Лежнев // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 13. С. 49-51.

89. Баранский К.Н. Распространение поперечных гиперзвуковых волн в маловязких жидкостях / К.Н. Баранский, Г.А. Север, Г.С. Величкина // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т.13. С.52-54.

90. Григорьев С.Б. О релаксации объемной и сдвиговой вязкостей в растительных маслах / С.Б. Григорьев, Ю.С. Манучаров, И.Г. Михайлов, О.Ш. Ха-кимов // Вестник ЛГУ. 1973. №16, вып.З. С. 56-59.

91. Григорьев С.Б. Измерение сдвиговых вязкоупругих свойств некоторых жидкостей / С.Б. Григорьев, И.Г. Михайлов, О.Ш. Хакимов //Акуст. журн. 1974. Т.20, вып. 1.С. 44-48.

92. Голик А.З. О связи сжимаемости и сдвиговой вязкости со структурой вещества в жидком состоянии / А.З. Голик // УФЖ. 1962. Т.7, №8. С. 806-812.

93. Голик А.З. Молекулярная структура циклических парафинов (циклогек-сана и циклооктана) / А.З. Голик, А.Ф. Скрышевский, И.И. Адаменко // УФЖ. 1969. Т.14,№1. С. 116-120.

94. Голик А.З. Вязкость и структура циклических и линейных парафинов / А.З. Голик, И.И. Адаменко // УФЖ. 1969. Т. 14, №1. С. 121-124.

95. Reddy B.R. Ultrasonic measurements in ethylacetate and n-butanol / B.R. Reddy, D.L. Reddy // Indian J. Pure and Appl. Phys. 1999. V.37, №1. P. 13-19.

96. Meglio A.D. A variational method for identification of viscoelastic parameters from experimental data / A.D. Meglio, L.S. Wang // J. Acoust. Soc. Am. 2000.1. V.6. Р.2476-2753.

97. Акустическая спектроскопия, квантовая акустика, акустоэлектроника: материалы II Всесоюзн. симп. по акустической спектроскопии. Ташкент, 1978. 276 с.

98. Бердыев A.A. Поглощение ультразвуковых волн в некоторых растительных маслах / A.A. Бердыев, Б. Хемраев, М.Г. Шубина // Изв. АН Туркм. ССР. Серия ФТХ и ГН. 1969. №3. С. 105-107.

99. Григорьев С.Б. Измерение сдвиговых вязкоупругих свойств некоторых жидкостей / С.Б. Григорьев, И.Г. Михайлов, О.Ш. Хакимов //Акуст. журн. 1974. Вып. 1.С. 44-48.

100. Бородин В.Н. Низкочастотная акустическая релаксация в бензине / В.Н. Бородин, С.Б. Григорьев, И.Г. Михайлов //Акуст. журн. 1975. Вып.5. С. 824825.

101. Григорьев С.Б. Акустические и динамические вязкоупругие свойства эфиров акриловой и метакриловой кислот / С.Б. Григорьев, Б.И. Денисов, И.Г. Михайлов//Акуст. журн. 1980. Вып.5. С. 678-684.

102. Кольцова И.С. Структурная акустическая релаксация во взвесях взаимодействующих частиц / И.С. Кольцова, И.Г. Михайлов, Г.С. Трофимов //Акуст. журн. 1980. Вып.4. С. 582-586.

103. ЮЗ.Махкамов С. Об акустической релаксации в некоторых карбоновых кислотах / С. Махкамов, П.К. Хабибуллаев, М.Г. Халиулин //Акуст. журн. 1974. Вып.1. С. 136-139.

104. Иванов A.A. О второй области акустической релаксации в этилформиате и пропилформиате / A.A. Иванов, П.К. Хабибуллаев, М.Г. Халиулин //Акуст. журн. 1976. Вып.1. С. 37-42.

105. Иванов A.A. Акустическая спектроскопия бутилового, амилового и геп-тилового эфиров масляной кислоты / A.A. Иванов, П.К. Хабибуллаев, М.Г. Халиулин, Ш.А. Шарипов//Акуст. журн. 1981. Вып.З. С. 391-398.

106. Бердыев A.A. О поглощении ультразвуковых волн в вязких жидкостяхвыше дисперсионной области / A.A. Бердыев, В.А. Мухамедов, В.М. Троицкий, Б. Хемраев //Акуст. журн. 1981. Вып.4. С. 481-486.

107. Колесников Г.И. Распространение продольных и сдвиговых гиперзвуковых волн в жидкостях / Г.И. Колесников, B.C. Старунов, И.Л. Фабелинский //Акуст. журн. 1976. Вып.5. С. 776-777.

108. Ноздрев В.Ф. Применение ультраакустики в молекулярной физике / В.Ф. Ноздрев. М.: Физматгиз, 1958. 456 с.

109. Соловьев В.А. Сдвиговые волны в жидкостях / В.А. Соловьев // Научные труды ВУЗов Литовской ССР. Ультразвук. 1974. Вып.6. С.5-22.

110. Базарон У.Б. О сдвиговой упругости граничных слоев жидкостей / У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, A.B. Булгадаев //ДАН СССР. 1965. Т. 160, вып. 4. С. 799-803 .

111. Базарон У.Б. Исследование сдвиговой упругости жидкостей и их граничных слоев динамическим методом / У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, A.B. Булгадаев //ДАН СССР. 1966. Т. 166, вып. 3. С. 639-643.

112. Базарон У.Б. Измерения сдвиговой упругости жидкостей и их граничных слоев резонансным методом / У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, A.B. Булгадаев // ЖЭТФ. 1966. Т. 51, вып. 4. С. 969-981.

113. Базарон У.Б. Измерение комплексного модуля сдвига жидкостей / У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, O.P. Будаев //ДАН СССР. 1972. Т.205, №6. С. 13261329.

114. Базарон У.Б. Определение низкочастотного комплексного модуля сдвига жидкостей по измерениям длины сдвиговых волн / У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, O.P. Будаев, Б.Б. Бадмаев //ДАН СССР. 1978. Т.238, №1. С.50-53.

115. Бадмаев Б.Б. Измерение сдвиговых механических свойств полиметилси-локсановых жидкостей / Б.Б. Бадмаев, У.Б. Базарон, Б.В. Дерягин, О.Р. Будаев //Докл. АН СССР. 1982. Т.266, № 4. С. 885-889.

116. Badmaev В.В. Measurement of the shear elasticity of polymethylsiloxane liquids / B.B. Badmaev, U.B. Bazaron, B.V. Deryagin, O.R. Budaev // Physica. 1983. V.122B. P.241-245.

117. Дамдинов Б.Б. Низкочастотные вязкоупругие параметры жидкостей / Б.Б. Дамдинов, Б.Б. Бадмаев, Т.С. Дембелова // Сб. трудов научно-практ. конф. ВСГТУ. Улан-Удэ. 1998. С.31-35.

118. Занданова К.Т. Комплексный модуль сдвига жидкостей и его зависимость от угла сдвиговой деформации / К.Т. Занданова, Б.В. Дерягин, У.Б. Базарон, О.Р. Будаев //Докл. АН СССР. 1974. Т.215, № 2. С. 309-312.

119. Бадмаев Б.Б. Исследование низкочастотного комплексного модуля сдвига жидкостей / Б.Б. Бадмаев, У.Б. Базарон, О.Р. Будаев О.Р. и др. // Коллоидный журнал. 1982. Т.44. №5. С.841-845.

120. Дембелова Т.С. Экспериментальное исследование низкочастотного комплексного модуля сдвига полимерных жидкостей: дис. . канд. техн. наук / Т.С. Дембелева; ВСГТУ. Улан-Удэ, 2000. 111 с.

121. Базарон У.Б. Вязкость жидкостей при малых градиентах скорости течения / У.Б. Базарон, Б.Б. Бадмаев, Т.С. Дембелова, Е.Р. Очирова // Механика композиционных материалов и конструкций. 1999. Т.5. №3. С.33-38.

122. Joseph D.D., Narain A. and Riccius О. Shear wave speeds and elastic moduli for different liquids, Part I. Theory //J. Fluid Mech. 1986. V. 171. P.289-308.

123. Joseph D.D. O.Riccius and M.Arney, Shear waves speeds and elastic moduli for different liquids, Part II, Experiments //J. Fluid Mech. 1986. V.171. P.309-338.

124. Esipov I.B. Research of finite amplitude acoustic pulse propagation in thin cappilary filled with viscous fluid / I.B. Esipov, V.G. Mikhalevich Proc. 16-th Int. Congr. Acoust. and 135th Meet. Acoust. Soc. Amer., Seattle, Wash. 1998. V.l. P. 133-134.

125. Есипов И.Б. Резонансный метод измерения сдвиговых вязкоупругих свойств жидких сред на основе возбуждения крутильных колебаний в трубках / И.Б. Есипов, О.М. Зозуля, А.В. Фокин // Акустический журнал. 2010. Т.87, №1. С. 124-134

126. Наймарк О.Б. Неравновесные структурные переходы как механизм турбулентности / О.Б. Наймарк // ПЖТФ. 1997. Т. 23, № 12. С. 81-86.

127. Мандельштам J1. Собр. соч. / J1. Мандельштам. М.: Изд-во АН СССР, 1955.390 с.

128. Хайкин С.Э. О силах "сухого" трения / С.Э. Хайкин, Л.П. Лисовский, А.Е. Саломонович //ДАН СССР. 1939. Т.24. С. 134-136.

129. Глюкман Л.И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы / Л.И. Глюк-ман. Л.: Энергия, 1969. 260 с.

130. Будаев О.Р. Исследование комплексного модуля сдвиговой упругости жидкостей: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук / О.Р. Будаев; Калининский университет. Калинин, 1974.

131. Осипов К.Д. Справочник по радиоизмерительным приборам / К.Д. Осипов, В.В. Пасынков. М.: Советское радио, 1960. 4.2. 450 с.

132. Чураев H.B. Тонкие слои жидкостей / H.B. Чураев // Коллоидный журнал. 1996.Т.58. №6. С.725-737.

133. Дамдинов Б.Б. Сдвиговые волны в жидкостях / Б.Б. Дамдинов , О.Р. Будаев, Б.Б. Бадмаев, Т.С. Дембелова // Акустика на пороге XXI века. Сборник трудов VI сессии Российского акустического общества. Москва: МГУ, 1997. С. 31-34.

134. Дамдинов Б.Б. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей / Б.Б. Дамдинов , Б.Б. Бадмаев, О.Р. Будаев, М.Н. Иванова // Акустика на пороге XXI века. Сборник трудов VI сессии Российского акустического общества. Москва: МГУ, 1997. С. 35-38.

135. Дембелова Т.С. Измерение комплексного модуля сдвига жидкостей / Автореф. дис. канд. техн. наук / Т.С. Дембелова; ВСГТУ. Улан-Удэ, 2000.

136. Бадмаев Б.Б. Низкочастотные сдвиговые параметры вязкоупругих материалов / Автореф. дис. докт. техн. наук / Б.Б. Бадмаев; ВСГТУ. Улан-Удэ, 2005.

137. Дамдинов Б.Б. Исследование сдвиговой упругости смесей природных полимеров / Б.Б. Дамдинов, Б.Б. Эрдынеев // Сборник трудов 2-й Международной Байкальской научной школы по фундаментальной физике. Иркутск: 1999. С.359-362.

138. Бадмаев Б.Б. Сдвиговая упругость жидкостей при частотах 74, 40 и 10 кГц / Б.Б. Бадмаев, С.А. Бальжинов, Т.С. Дембелова, Б.Б. Дамдинов // «Динамика сплошной среды», Новосибирск, ИГ СО РАН. 2001. вып. 117. С.122-125.

139. Дамдинов Б.Б. Измерение вязкоупругих свойств жидкостей акустическим методом при частоте сдвиговой деформации 40 кГц // «Акустика неоднородных сред» под ред. С.А.Рыбака. М.: ГЕОС, 2001. С.97-101.

140. Бадмаев Б.Б. Исследование вязкоупругих свойств органических жидкостей акустическим методом / Б.Б. Бадмаев, Б.Б. Дамдинов // Акустический журнал. 2001. Т.47, №4. С.561-563.

141. Бадмаев Б.Б. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей / Б.Б. Бадмаев, С.А. Бальжинов, Б.Б. Дамдинов, Т.С. Дембелова // Акустический журнал. 2010. Т. 56, №5. С. 602-605.

142. Budaev O.R. Temperature dependence of shear elasticity of some liquids / O.R. Budaev, M.N. Ivanova, B.B. Damdinov // Advances in Colloid and Interface Science. 2003. V.104. P.307-310

143. Полимерные смеси / под ред. Д. Пола и С. Ньюмена. М.: Мир, 1981. 400 с.

144. Дамдинов Б.Б. Исследование смесей природных полимеров / Б.Б. Дам-динов, Б.Б. Эрдынеев, В.Е. Рогов, Б.Б. Бадмаев // Сборник трудов 10 сессии Российского акустического общества (РАО). М.: ГЕОС, 2000. С.52-55.

145. Харук Е.В. Проницаемость древесины газами и жидкостями / Е.В. Ха-рук. Новосибирск: Наука, 1976. 188 с.

146. Damdinov B.B. Dynamical properties of impregnate solutions / B.B. Damdinov, Ch.S. Laidabon, B.B. Badmaev // Proceedings of II Congress of the Slovenian Acoustical Society. 2000. Ljublyana. Slovenia. P.205-208.

147. Kasahara T. Rheological Properties of asphalt manufactured from petroleum oils of different origins. / T. Kasahara, H. Hirose, Y. Wada, U. Tsuyuki //Jap. Journ.of Appl. Phys., 1964, v.3, №11, pp.687-691.

148. Каргин B.A. Краткие очерки по физико-химии полимеров / В.А. Каргин, Г.Л. Слонимский. М., 1967. 176с.

149. Современные физические методы исследования полимеров / под ред. Г.С. Слонимского. М.: Химия, 1982. 300 с.

150. Рафиков С.Р. Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений / С.Р. Рафиков, С.А. Павлова, И.И. Твердохлебова. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 323 с.

151. Дамдинов Б.Б. Молекулярная масса и динамические свойства растворов полистирола / Б.Б. Дамдинов, Л.У. Базарон, Б.Б. Бадмаев, Д.М. Могнонов, Ю.Е. Дорошенко, Т.Н. Хамаганова // Журнал прикладной химии. 2004. 1.11, вып.5. С. 831-834.

152. Бадмаев Б.Б. Экспериментальное исследование вязкоупругих свойств жидкостей с использованием резонаторов / Б.Б. Бадмаев, С.А. Бальжинов, Е.Р. Очирова// Акустический журнал. 2001. Т.47, №6. С.853-855.

153. Beaucage G. Nanostructured powders and their industrial applications / G. Beaucage, J.E. Mark, G.T. Burns, D.-W. Hua // Proc. of Materials research society Symposium, USA. 1998. V.520.

154. Segre P.N. Viscosity and structural relaxation in suspensions of hard-sphere colloids / P.N. Segre, S.P. Meeker, P.N. Pusey, W.C.K. Poon // Physical review letters. 1995. V.75. N5. P.958-961

155. Дамдинов Б.Б. Исследование вязкоупругих свойств растворов полимеров акустическим резонансным методом / Б.Б.Дамдинов, Б.Б.Бадмаев, Т.С.Дембелова, Л.У.Базарон // В сб. «Динамика сплошной среды», Новосибирск, ИГ СО РАН. 2007. Вып. 124. С.93-95.

156. Kondoh J. Interaction of surface waves and particles / J. Kondoh, T. Oyama // IEEE Ultrasonics Symposium. 2005. P. 1464-1467.

157. McHale G. Interaction of surface acoustic waves with viscous liquids / G. McHale, M.I. Newton, M.K. Banerjee, S.M. Rowan // Faraday Discuss. 1997. V.107. P.15-26.

158. Reis N. Viscosity and acoustic behavior of ceramic suspensions optimized for phase-change ink-jet printing // N. Reis, C. Ainsley, B. Derby // Journal of American Ceramical Society. 2005. V.88. N4. P.802-808.

159. Буянтуев С.Л. О создании новых композиционных материалов на основе наночастиц металлов и диоксида кремния / С.Л. Буянтуев, Б.Б. Дамдинов,

160. A.C. Кондратенко, A.B. Номоев, Л.И. Худякова // Вестник БГУ. 2010. Выпуск 3. Химия. Физика. Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета. С.132-135.

161. Buyantuev S. Metal and silica nanoparticles composites / S. Buyantuev, B. Damdinov, A. Kondratenko // Proceeding of the IV international seminar "Nano-technology, energy, plasma, lasers (NEPL-2010), Tomsk, Russia. 25-31 October 2010, P. 26-28.

162. Буянтуев С.Л. О создании композитных материалов на основе наноча-стиц меди и диоксида кремния / С. Л. Буянтуев, Б.Б. Дамдинов, A.C. Кондратенко // Вестник Бурятского государственного университета. 2011. Вып. 3: Химия и физика. С. 132-135.

163. Расулов С.М. Установка для одновременного измерения давления, температуры, объема и вязкости жидкостей и газов, ПТЭ (приборы и техника эксперимента) / С.М. Расулов, M. М. Хамидов. Т. 42, №. 1. С. 148-150 (1999).

164. Конопацкая И.И. Отклик камертона, погруженного в жидкость с образцом "мягкого" материала / И.И. Конопацкая, М.А. Миронов, П.А. Пятаков // Сборник трудов XVIII сессии РАО. М.: ГЕОС, 2006. Т. 1. С. 65-69.

165. Дамдинов Б.Б. и др.. О возможности измерения сдвиговых механических свойств жидкостей различными резонаторами / Б.Б. Дамдинов, Ю.А. Барнаков, Т.С. Дембелова, Д.Н. Цыденова // Известия вузов. Физика. 2006. Т.49, №3. С. 22-24.

166. Greco F. Stress tensor of a dilute suspensions of spheres in a viscoelastic liquid / F. Greco, D'Avino G. and P.L. Maffettone // Physical Review Letters. 2005. V.95. Issue. 24. 246001(4).

167. Barnakov Yu.A.et al., Simple route to Nd:YAG transparent ceramics / I. Veal, Z. Kabato, G. Zhu, M. Bahoura and M.A. Noginov // Proceedings of SPIE. 2006. V.6216. art.no. 62160Z.

168. Чабан И.А. Микроскопическая модель низкотемпературных аномалий в диэлектрических стеклах / И.А. Чабан // ФТТ. 1979. Т.21, №5. С.1444-1450.

169. Сандитов Д.С. и др.. Дырочно-кластерная модель стеклообразных твердых тел и их расплавов / Д.С. Сандитов, Ш.Б. Цыдыпов, Б.Д. Сандитов, С.Ш. Сангадиев // Физика и химия стекла. 2000. Т.26, №3. С. 322-325.

170. Бартенев Г.М. Структура и релаксационные свойства эластомеров / Г.М. Бартенев. М.: Химия, 1979. 288 с.

171. Бартенев Г.М. Релаксационные свойства полимеров / Г.М. Бартенев, А.Г. Бартенева. М.: Химия, 1992. 394 с.

172. Маломуж Н.П. Кластеризация в сильновязких жидкостях / Н.П. Мало-муж, P.P. Степанян // ЖФХ. 1998. Т.72, №4. С. 609-615.

173. Сандитов Д. С. Переход жидкость-стекло как процесс вымораживания характерных акустических частот / Д. С. Сандитов // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2010. Т.138, вып.5. С.850-861.

174. Малиновский В.К. Особенности динамики и пространственных корреляций в генезисе стеклообразного состояния / В.К. Малиновский, В.Н. Новиков, А.П. Соколов // Физика и химия стекла. 1996. Т.22, №3. С. 204-221.

175. Новиков В.Н. Наноструктура и низкоэнергетические колебательные возбуждения в стеклообразных материалах: автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук / В.Н. Новиков. Новосибирск: Институт автоматики и электрометрии01. СО РАН, 1992. 37 с.

176. Дамдинов Б.Б. Исследование вязкоупругих свойств жидкостей акустическим методом при частоте 40 кГц: дис. . канд. физ.-мат. наук / Б.Б. Дамдинов; АКИН. Москва, 2000. 108 с.

177. Damdinov В.В., Sanditov D.S., Badmaev B.B., Ivanova M.N. Investigation of temperature dependence of liquid complex shear modulus Abs. of II Intern. Symp. "Advances in Struct, and Heterogen. Media". Moscow. 1995. P.24.

178. Сандитов Д.С. Модель возбужденных атомов и критерий стеклования жидкостей // Докл. СО АН ВШ. 2002. №2(6). С.52-59.

179. Аграфонов Ю.В., Сандитов Д.С., Цыдыпов Ш.Б. Физика классических неупорядоченных систем. Улан-Удэ: Изд.БГУ, 2000. 234с.

180. Мантатов В.В., Сандитов Б.Д., Сандитов Д.С. Изменение энтальпии и объема в области стеклования жидкостей // Вестник Бурятского государственного университета. 2007. № 6. С. 97-99.

181. Сандитов Д.С., Бадмаев Б.Б., Дембелова Т.С., Дамдинов Б.Б. Низкочастотная сдвиговая упругость жидкостей и аморфных сред // Деформация и разрушение материалов. 2009. № 2. С. 14-20.