材料科学基础实验报告 专 业 班、组 学 号 姓 名 1 粘土 ─ 水系统 - 电位测定 一．目的意义 - 电位是固液界面电位中的一种，其值的大小与固体表面带电机理、带电量的多少密切相关，直接影响固体微粒的分散特性、胶体物系的稳定性。对于陶瓷泥浆系统而言， - 电位高时，泥浆的稳定性好，流动性、成型性能也好。 本实验的目的： 1. 了解固体颗粒表面带电原因，表面电位大小与颗粒分散特性、胶体物系稳定性之间的关系。 2. 了解粘土粒子的荷电性，观察粘土胶粒的电泳现象。 3. 掌握通过测定电泳速率来测量粘土 ─ 水系统 - 电位的方法。进一步熟悉 - 电位与粘土 — 水系统各种性质的关系。 二．基本原理 在硅酸盐工业中经常遇到泥浆、泥料系统。泥浆与泥料均属于粘土 ─ 水系统。它是一种多相分散物系，其中粘土为分散相，水为分散介质。由于粘土颗粒表面带有电荷，在适量电解质作用下，泥浆具有胶体溶液的稳定特性。但因泥浆粒度分布范围很宽，就构成了粘土 ─水系统胶体化学性质的复杂性。 固体颗粒表面由于摩擦、吸附、电离、同晶取代、表面断键、表面质点位移等原因而带电。带电量的多少与发生在固体颗粒和周围介质接触界面上的界面行为、颗粒的分散与团聚等性质密切相关。带电的固体颗粒分散于液相介质中时，在固液界面上会出现扩散双电层，有可能形成胶体物系，而 - 电位的大小与胶体物系的诸多性质密切相关。固体颗粒表面的带电机理，表面电位的形成机理及控制等是现代材料科学关注的焦点之一。 根据胶体溶液的扩散双电层理论，胶团结构由中心的胶核与外围的吸附层和扩散层构成。胶核表面与分散介质（即本体溶液）的电位差为热力学电位E 。吸附层表面与分散介质之间的电位差即 - 电位，见图 1。 带电胶粒在直流电场中会发生定向移动，这种现象称为电泳。根据胶粒移动的方向可以判断胶粒带电的正负，根据电泳速度的快慢，可以计算胶体物系的 - 电位的大小。进而通过调整电解质的种类及含量，就可以改变 - 电位的大小，从而达到控制工艺过程的目的。 微电泳仪测量 - 电位的原理如图 2 所示。 胶体分散相在直流电场作用下定向迁移。胶粒通过光学放大系统将其运动情况投影到投影屏上。通过测量胶粒泳动一定距离所需要的时间，计算出电泳速率。依据赫姆霍茨方程即可计算出 - 电位。 图 1. 热力学电位与 - 电位和胶团结构示意图 2...
