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30.03.2021 | Original Contribution

Altering and eliminating irreversible shear thickening of fumed silica slurries using spherical silica

Erschienen in: Rheologica Acta | Ausgabe 5/2021

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Abstract

Shear thickening behavior in colloidal dispersions occurs at a wide range of shear rates and concentrations. Using a small gap, parallel plate rheology allows access to shear rates up to 200,000 s−1. Fumed silica suspensions exhibited irreversible shear thickening at critical shear rates above 10,000 s−1, which depended strongly on silica concentration. Introducing 10 nm and 110 nm spherical silica particles to 180 nm fumed silica solutions resulted in increasing the critical thickening shear rate along with reducing the magnitude of thickening. The introduction of sufficient spherical particles to the fumed silica solutions via particle addition at 2 wt% or particle replacement at 7 wt% resulted in no shear thickening or formation of agglomerates. Although shear thickening was tuned by varying the concentration and particle size of spherical silica; hysteresis, i.e., the irreversibility of thickening, remained. In addition, rheo-small-angle light scattering measured the formation of agglomerates greater than 1 μm after shear thickening.

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Zurück zum Zitat Krasovsky A (2015) Shear thickening in colloidal silica chemical mechanical polishing slurries. Master’s Thesis. Colorado School of Mines Krasovsky A (2015) Shear thickening in colloidal silica chemical mechanical polishing slurries. Master’s Thesis. Colorado School of Mines
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Metadaten
Titel
Altering and eliminating irreversible shear thickening of fumed silica slurries using spherical silica
Publikationsdatum
30.03.2021
Erschienen in
Rheologica Acta / Ausgabe 5/2021
Print ISSN: 0035-4511
Elektronische ISSN: 1435-1528
DOI
https://doi.org/10.1007/s00397-021-01266-4

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.