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Keywords:

  • glaze suspensions;
  • ceramic slurries;
  • colloidal forces;
  • potential number

Abstract

Rheological properties of suspensions and ceramic glaze slurries under steady flow conditions have been considered. Colloidal forces play an important role in the rheology of such ceramic slurries. Since the potential function characterizes the rheology of colloidal systems, a new dimensionless group, viz. potential number, is introduced within a dimensional analysis representing the relative significance of the potential to the Brownian energy. In order to relate the relative viscosity to other dimensionless groups, a new model is proposed by the inclusion of an extra term in addition to that of the hard-sphere theory owing to the fact that the presence of colloidal forces always increases the fluid viscosity with respect to that predicted by the hard-sphere. Steady viscosity measurements have been carried out on ceramic glaze suspensions at different volume fractions, particle diameters, and shear rates. Experimental results have been used to modify the model relating the relative viscosity to the Péclet number, potential number, volume fraction, and maximum packing fraction.

On a examiné les propriétés rhéologiques de suspensions et de boues d'émail céramique dans des conditions d'écoulement stationnaires. Les forces colloïdales jouent un rôle important dans la rhéologie de telles boues. Vu que la fonction potentielle caractérise la rhéologie des systèmes colloïdaux, un nouveau groupe adimensionnel, soit le nombre potentiel, est introduit au sein d'une analyse dimensionnelle représentant l'importance relative du potentiel pour l'énergie brownienne. Afin de relier la viscosité relative aux autres groupes adimensionnels, un nouveau modèle est proposé par l'inclusion d'un terme additionnel en plus de celui de la théorie des sphères dures étant donné que la présence des forces colloïdales augmente toujours la viscosité du fluide par rapport à celle qui est prédite par la théorie des sphères dures. Des mesures de viscosité stationnaire ont été effectuées sur des suspensions d'émail céramique à différentes fractions volumiques, diamètres de particules et vitesses de cisaillement. Les résultats expérimentaux nous ont permis de modifier le modèle reliant la viscosité relative au nombre de Péclet, au nombre potentiel, à la fraction volumique et à la fraction de garnissage maximale.