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Bingham Kunststoff

1922
  • Eugene C. Bingham
Laborszene mit Bingham-Kunststoffmaterialien und Viskositätsprüfgeräten.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Ein Bingham-Plastik ist ein viskoplastisches Material, das sich bei geringen Spannungen wie ein starrer Körper verhält, bei hohen Spannungen jedoch wie eine viskose Flüssigkeit fließt. StressEs ist durch eine Fließspannung, [latex]tau_0[/latex], gekennzeichnet, die das Minimum ist shear stress Für das Fließen ist eine bestimmte Konsistenz erforderlich. Unterhalb dieser Schwelle verformt sich das Material nicht. Gängige Beispiele hierfür sind Zahnpasta, Mayonnaise und Tonsuspensionen.

Die konstitutive Gleichung für eine Bingham-Plastik ist durch ein zweiteiliges Modell gegeben. Unterhalb der Fließspannung ([latex]\tau \tau_0[/latex]) fließt das Material, und die Beziehung zwischen Spannung und Scherrate wird linear: [latex]\tau - \tau_0 = \mu_p \dot{\gamma}[/latex]. Dabei ist [latex]\mu_p[/latex] die plastische Viskosität, die den Fließwiderstand der Flüssigkeit darstellt, sobald sie in Bewegung geraten ist.

Dieses Verhalten ist auf eine innere Struktur zurückzuführen, beispielsweise ein Netzwerk aus Partikeln oder flockigen Kolloiden, das aufgebrochen werden muss, bevor es fließen kann. Die Fließgrenze entspricht der Stärke dieses inneren Netzwerks. Bei Zahnpasta behält dieses Netzwerk seine Form auf der Zahnbürste. Der Druck beim Zusammendrücken der Tube erzeugt eine Spannung, die größer ist als die Fließgrenze, wodurch der Beton fließt. Im Tiefbau ist die Fließgrenze von Frischbeton entscheidend, um eine Entmischung seiner Bestandteile zu verhindern und sicherzustellen, dass er effektiv gepumpt werden kann und gleichzeitig in Formen seine Form behält, ohne abzusacken.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mechanik

Typ

Material Modell

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Untersuchungen an Tonschlämmen und Farben zeigen eine Fließgrenze
  • Das Hooke'sche Gesetz für Festkörper und das Newton'sche Gesetz für Flüssigkeiten, das Binghams Modell überbrückt
  • Entwicklung rheologischer Messtechniken

Anwendungen

  • Zahnpasta, die auf der Bürste bleibt, aber beim Drücken fließt
  • Bohrschlämme, die Gesteinsspäne aufhängen, wenn die Zirkulation stoppt
  • Beton, der pumpbar ist, aber nach dem Einbringen seine Form behält
  • Mayonnaise und Senf, die auf Lebensmitteln haften bleiben
  • Farbe, die nach dem Auftragen nicht tropft

Patente:

NA

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Verwandt mit: Bingham-Plastik, Fließspannung, viskoplastisch, Rheologie, Zahnpasta, Bohrschlamm, Beton, nicht-newtonsch.

Historischer Kontext

Bingham Kunststoff

1920
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1922
1924
1925
1926
1919-05-29
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1924
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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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