Observación directa de los atascos dinámicos de corte en las suspensiones densas

Área de la Ciencia:

• La física
• Ciencias de los materiales
• Reología

Sus antecedentes:

• Las suspensiones densas de partículas duras muestran comportamientos no newtonianos como el engrosamiento por corte y la solidificación inducida por el impacto.
• Estos fenómenos a menudo están relacionados con las transiciones de atasco, pero los modelos existentes luchan por conciliar el flujo de estado estacionario con la solidificación transitoria y los cambios de densidad.

Objetivo del estudio:

• Explorar sistemáticamente los regímenes de estado estacionario y transitorio de las suspensiones densas para conectar el engrosamiento y el atascamiento del corte.
• Establecer un marco unificador que explique la relación entre la densidad de partículas, la tensión de corte y la transición de atasco en suspensiones densas.

Principales métodos:

• Investigación experimental de las suspensiones densas en regímenes estacionarios y transitorios.
• Seguimiento directo de los frentes de bloqueo de corte transitorios.
• Variación sistemática de la densidad de partículas y de la tensión de corte aplicada.

Principales resultados:

• Se ha demostrado que un estado completamente atascado, parecido a un sólido, se puede lograr puramente a través del corte, sin compresión, a través de frentes de bloqueo de corte transitorios.
• Identificó la tensión de cizallamiento como el parámetro de control clave, en lugar de la velocidad de cizallamiento.
• Se ha trazado un diagrama de estado con densidad de partículas y tensión de cizallamiento, identificando el engrosamiento de cizallamiento discontinuo como un estado marginalmente atascado.

Conclusiones:

• Desarrolló un marco unificador para el comportamiento de la suspensión densa basado en el bloqueo dinámico.
• Conexión de espesamiento de cizallamiento en estado estacionario y solidificación transitoria a través de un proceso de bloqueo de cizallamiento.
• El marco propuesto es coherente con los datos experimentales y de simulación existentes.