Transición de desorden a orden en las suspensiones de solución de sílice coloidal: mediciones de rayos X

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los coloides y de las interfaces.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.
• La termodinámica es la termodinámica.

Sus antecedentes:

• Las dispersiones coloidales comparten propiedades termodinámicas con los sistemas moleculares.
• Un fenómeno clave es la transición de desorden a orden en la esfera dura.
• Comprender los efectos de la concentración de partículas es crucial para el diseño de materiales.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto del tamaño de las partículas y la velocidad de sedimentación en el ordenamiento de las partículas de sílice coloidal.
• Para caracterizar las estructuras de sedimentos resultantes utilizando microscopía y mediciones de rayos X.
• Para comparar las observaciones experimentales con las teorías clásicas de crecimiento de cristales.

Principales métodos:

• Partículas organófilas de sílice dispersas en el ciclohexano.
• La gravedad se asienta para concentrar las partículas.
• Microscopía electrónica de barrido (SEM) para el análisis estructural.
• Mediciones de atenuación de rayos X para la identificación de fase.

Principales resultados:

• Pequeñas partículas de sílice formaron fases cristalinas iridiscentes y ordenadas debido a la sedimentación lenta.
• Las partículas más grandes o las tasas de sedimentación más rápidas dieron como resultado sedimentos amorfos.
• El SEM reveló capas hexagonalmente compactas en sedimentos cristalinos.
• Las mediciones de rayos X mostraron una discontinuidad en el límite entre las regiones ordenadas y amorfas.
• Los sedimentos formados rápidamente dieron como resultado un estado vidrioso.

Conclusiones:

• La velocidad de sedimentación y el tamaño de las partículas influyen críticamente en el ordenamiento de las dispersiones coloidales.
• La transición de estructuras ordenadas a estructuras amorfas se rige por la competencia entre las tasas de sedimentación y cristalización.
• Los resultados experimentales apoyan las teorías clásicas del crecimiento de cristales en sistemas coloidales.