Pasta

Termin pasta opisuje stan materii pomiędzy ciałem stałym a cieczą. Materiały o konsystencji pasty są plastyczne, ale nie płyną swobodnie. Pod niewielkim obciążeniem zachowują się jak ciało stałe i zaczynają płynąć dopiero powyżej określonego obciążenia mechanicznego. Typowymi przykładami są pasty, szlamy o wysokim stężeniu substancji stałych lub wilgotne mieszanki proszkowe.

Z punktu widzenia reologii układy pastowate są płynami nienewtonowskimi. Charakterystyczna jest obecność granicy płynięcia. Dopiero gdy przyłożone naprężenie ścinające przekroczy tę granicę płynięcia, następuje nieodwracalne odkształcenie lub płynięcie.

Zachowanie to można opisać za pomocą modelu Binghama:

τ = τ₀+η_p +γ˙

• τ to naprężenie ścinające
• τ₀ to granica płynięcia
• η_p to lepkość plastyczna
• γ˙ to szybkość ścinania

Dla naprężeń ścinających τ < τ₀ materiał zachowuje się jak ciało stałe o właściwościach sprężystych. Dla τ ≥ τ₀ płynie on w sposób lepki. Wiele materiałów pastowatych wykazuje dodatkowo zachowanie rozrzedzające przy ścinaniu, które można opisać za pomocą modelu Herschela–Bulkleya.

• k to współczynnik konsystencji
• n < 1 to wskaźnik płynięcia

Τ = τ₀ + k · (γ˙)ⁿ

W kontekście mieszania i uszlachetniania proszków stan pastowaty powstaje często poprzez dodanie niewielkich ilości cieczy do proszku. Powstają wtedy mostki cieczy między cząstkami. Wynikające z tego siły kapilarne prowadzą do powstania struktury kohezyjnej, podatnej na odkształcenia plastyczne. Przejście od suchego proszku do materiału o konsystencji pasty stanowi punkt krytyczny w wielu procesach, ponieważ zasadniczo zmieniają się właściwości płynięcia, mechanizm mieszania i wkład energii. Podczas mieszania próżniowego konsystencja materiału zmienia się dokładnie odwrotnie.