Направление Потения капЛа

Рис. 32. Расположение зарядов в двойном электрическом слое при отсутствии (а) и наличии (б) внешнего электрического поля.

высокие скорости перемещения. В случае электрокапиллярного движения оксидных капель скорости перемещения будут, вероятно, значительно ниже. Это связано с тем, что при движении металлической капли вследствие ее высокой электропроводности возникающие внутри капли при сносе зарядов разности потенциала мгновенно выравниваются. Поэтому металлическая капля не испытывает торможения при электрокапиллярном движении.

В случае передвижения оксидных или сульфидных капель, отличающихся сравнительно низкой проводимостью, снос зарядов под действием внешнего электрического поля приводит к появлению внутри капли электрического поля, которое препятствует дальнейшему сносу зарядов. Причем чем меньше электропроводность капли, тем сильнее внутреннее поле и тем ниже скорость электрокапиллярного движения. Согласно [255], скорость электрокапиллярного движения плохо проводящей ток капли описывается формулой

1эк=--е^-г-,-т-,(III.28)

9/ 1 2 Зп + Эгц + еЦ—+ —

где е3 — плотность заряда; Е — приложенный извне градиент потенциала; х; г| — электропроводность и вязкость дисперсной среды; х1; Ид — электропроводность и вязкость капли. Если и ^ щ, то выражение (111.28) примет вид

1эк =-6з'в£ 2е2 .(Ш.29)

2^ + 3%- + — щ

Отметим, что уравнения (111.28) и (111.29) справедливы лишь в случае движения идеально поляризующейся капли,

т. е. для капли, у которой обмен ионами с дисперсной средой заторможен. Если капля будет неполностью поляризуемой, то ее подвижность всегда меньше, чем подвижность идеально поляризуемой капли. Однако электрокапиллярная скорость для жидких частиц, по-видимому, все равно больше скорости электрофореза гэ. Это объясняется тем, что vэ прямо пропорциональна ^-потенциалу [110], который заметно отличается от нуля только при весьма низких концентрациях ионов (от микромоля до миллимоля на литр). В оксидных системах, где концентрация ионов велика, величина ^-потенциала будет небольшой.

Наличие внешнего электрического поля влияет на скорость движения в жидкости и твердых неметаллических включений. Ясно, что электрокапиллярное движение твердых частиц невозможно, так как в этом случае возникающий вдоль поверхности градиент натяжения и силы, обусловленные им, будут уравновешиваться в частицах упругими напряжениями. Перемещение твердых частиц в жидком металле связано с электрофорезом. Возникновение электрокинетических эффектов, приводящих к движению твердых частиц в металле при наличии внешнего электрического поля, обусловлено, по мнению авторов работы [257], диффузионным рассеянием электронов на поверхности раздела между металлом и твердым включением. Неупругое рассеяние электронов на границе приводит к тому, что граница получает избыточный импульс в направлении движения электронов, а остальная масса жидкости — импульс в обратном направлении. Для сферической непроводящей частицы электрофоретическая скорость в расплавленном металле [257]:

с.э = 0,1(1-е)^-Ем,(Ш.ЗО)

где е — коэффициент зеркального отражения электронов от границы; еэ — заряд электрона; пэ — концентрация электронов проводимости; / — длина свободного пробега электронов; £м — напряженность электрического поля в металле; г)м — вязкость расплавленного металла.

Уравнение (Ш.ЗО) справедливо лишь в том случае, если размеры частицы будут больше /. Если размеры частиц меньше длины свободного пробега электронов, то ее электрофоретическая скорость определяется из выражения

Вероятность столкновения частиц в жидкости возрастает также, если хотя бы часть из них имеет нешарообразную