반고체
점성이라는 용어는 고체와 액체 사이의 물질 상태를 설명한다. 점성 물질은 성형이 가능하지만 자유롭게 흐르지는 않는다. 이들은 낮은 하중에서는 고체처럼 행동하며, 특정 기계적 응력 이상에서야 비로소 흐르기 시작한다. 전형적인 예로는 페이스트, 고형분 농도가 높은 슬러지 또는 습한 분말 혼합물이 있다.
유변학적으로 페이스트성 시스템은 비뉴턴 유체이다. 특징은 유동 한계가 존재한다는 점이다. 가해진 전단 응력이 이 유동 한계를 초과해야만 비가역적인 변형, 즉 유동이 시작된다.
이러한 거동은 빙엄 모델로 설명할 수 있다:
τ = τ0+ηp + γ˙
- τ는 전단 응력
- τ0는 유동 한계
- ηp는 소성 점도
- γ˙는 전단 속도
전단 응력 τ < τ0일 때, 재료는 고체와 유사한 탄성 거동을 보입니다. τ ≥ τ0일 때는 점성 유동을 보입니다. 많은 페이스트상 재료는 또한 허셜-벌클리 모델로 설명될 수 있는 전단 희석 거동을 나타냅니다.
- k는 농도 계수이다
- n < 1은 유동 지수이다
Τ = τ0 + k · (γ˙)n
혼합 및 분말 가공의 맥락에서, 소량의 액체를 분말에 첨가함으로써 페이스트 상태가 자주 발생한다. 이때 입자 사이에 액체 다리가 형성된다. 그 결과 발생하는 모세관력은 응집력이 있고 소성 변형이 가능한 구조를 만들어 냅니다. 건조 분말에서 페이스트 상태의 물질로의 전환은 유동 거동, 혼합 메커니즘 및 에너지 투입이 근본적으로 변화하기 때문에 많은 공정에서 중요한 전환점을 나타냅니다. 진공 혼합 건조 과정에서 물질의 점도는 정확히 반대로 변화합니다.