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Plástico Bingham

1922
  • Eugene C. Bingham
Escena de laboratorio con materiales plásticos Bingham y equipo de ensayo de viscosidad.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Un plástico de Bingham es un material viscoplástico que se comporta como un cuerpo rígido a bajas tensiones, pero fluye como un fluido viscoso a altas tensiones. estrésSe caracteriza por una tensión de fluencia, [latex]tau_0[/latex], que es la mínima tensión de cizallamiento necesario para iniciar el flujo. Por debajo de este umbral, no se deforma. Algunos ejemplos comunes son la pasta de dientes, la mayonesa y las suspensiones de arcilla.

El ecuación constitutiva La conductancia de un plástico de Bingham se describe mediante un modelo de dos partes. Por debajo del límite elástico (ττ₀), el material fluye y la relación entre la tensión y la velocidad de corte se vuelve lineal: ττ₀ = μp ⋅ γ. Aquí, μp es la conductancia del plástico. viscosidad, que representa la resistencia del fluido al flujo una vez que ha comenzado a moverse.

Este comportamiento se debe a la presencia de una estructura interna, como una red de partículas o coloides floculados, que debe descomponerse para que se produzca el flujo. El límite elástico corresponde a la resistencia de esta red interna. En el caso de la pasta de dientes, esta red mantiene su forma en el cepillo de dientes. La presión al apretar el tubo genera una tensión mayor que el límite elástico, lo que provoca su flujo. En ingeniería civil, el límite elástico del hormigón fresco es crucial para evitar la segregación de sus componentes y garantizar que pueda bombearse eficazmente, manteniendo al mismo tiempo su forma en los moldes sin desplomarse.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mecánica

Tipo

Modelo de material

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Estudios de lodos de arcilla y pinturas que muestran un umbral de fluidez
  • La ley de Hooke para sólidos y la ley de Newton para fluidos, que el modelo de Bingham une
  • Desarrollo de técnicas de medición reológica

Aplicaciones

  • pasta de dientes que se queda en el cepillo pero fluye al apretarlo
  • Lodos de perforación que suspenden los recortes de roca cuando se detiene la circulación
  • Hormigón que se puede bombear pero que mantiene su forma después de su colocación.
  • mayonesa y mostaza que permanecen en su lugar en los alimentos
  • pintura que no gotea después de la aplicación

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Materiales de impresión 3D para construcción que mantienen su forma inmediatamente después de la extrusión
  • Tintas de escritura directa para electrónica que crean circuitos estables y con características finas.
  • Productos alimenticios diseñados para texturas específicas y estabilidad en el estante.
  • Cementos médicos que son inyectables pero que se fijan rígidamente en su lugar.
  • bases cosméticas que permanecen en el frasco pero se extienden suavemente sobre la piel
  • Selladores cortafuegos que se aplican fácilmente pero que no se hunden por la gravedad o el calor.
  • Lechadas geotécnicas que pueden bombearse al suelo pero que luego resisten más movimientos.
  • Materiales de escultura para artistas que son fáciles de trabajar pero que conservan detalles finos.
Relacionado con: plástico Bingham, límite elástico, viscoplástico, reología, pasta de dientes, lodo de perforación, hormigón, no newtoniano.

Contexto histórico

Plástico Bingham

1920
1920
1921
1922
1924
1925
1926
1919-05-29
1920
1920
1921
1924
1924
1925
1926

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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