Рис. 3. Графики зависимостей n и c от n/n.

Диспе'рсная структу'ра, неупорядоченная пространственная сетка в дисперсной системе (каркас), образованная частицами дисперсной фазы, соединёнными молекулярными силами различной природы. Формирование Д. с. сопровождается загущением (возрастанием структурной вязкости) или отвердеванием первоначально жидкой системы. Структурная сетка может занимать при этом от нескольких сотых долей % до нескольких десятков % от объёма системы, а в некоторых случаях заполнять практически весь объём. По характеру связи между частицами различают коагуляционные и конденсационные Д. с. Коагуляционные Д. с. возникают в процессе коагуляции частиц дисперсной фазы или при увеличении степени объёмного заполнения ими дисперсной системы. В коагуляционных Д. с. соединение частиц осуществляется через тонкую прослойку жидкой дисперсионной среды вследствие действия слабых межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил притяжения. Такие Д. с. обладают малой прочностью, пластичностью, некоторой эластичностью и тиксотропией, т. е. способностью самопроизвольно и обратимо восстанавливаться после механического разрушения — в результате столкновения частиц в броуновском движении. Лиогели (см. Гели) и различного рода пасты имеют Д. с. типично коагуляционного типа.

Конденсационные Д. с. формируются в процессе выделения новой фазы из пересыщенных паров, расплавов и растворов. Мельчайшие частицы новой (дисперсной) фазы, возникнув в недрах гомогенной среды, увеличиваются в размерах, срастаются и образуют структурную сетку с прочными фазовыми, или когезионными (см. Когезия), контактами. Такая Д. с. может быть упруго-хрупкой или эластичной (в зависимости от механических свойств составляющей её фазы), но она лишена пластичности и тиксотропии, т. е. разрушается необратимо. Если новая фаза выделяется в виде кристаллов, которые в процессе роста срастаются или переплетаются, то образованная ими Д. с. называется кристаллизационной или конденсационно-кристаллизационной. Таковы, например, Д. с., возникающие при взаимодействии минеральных вяжущих веществ — цементов — с водой. Керамика и металлокерамика (керметы) также относятся к Д. с. конденсационно-кристаллизационного типа. К ним причисляют и предельно плотные Д. с. мелкозернистых твёрдых тел, закристаллизовавшихся из расплава, например ситаллы — закристаллизованные стёкла. Возникновение конденсационных Д. с. из пересыщенных растворов полимеров может идти двумя путями: через промежуточную стадию образования коацерватных капель (см. Коацервация) с повышенным содержанием полимера и через образование в эластичном полимерном студне капелек разбавленного раствора, подобных вакуолям. В 1-м случае обеднение растворителем и частичная коалесценция капель, перешедших в высокоэластическое состояние, приводят к возникновению сетчатой структуры срастания. Аналогичные структуры образуются из шаровидных полимерных частиц при желатинизации латекса, например в производстве губчатых резин, или из частиц молочного жира при получении сливочного масла. Во 2-м случае разрастание и слияние друг с другом «вакуолей» создаёт систему связных каналов; одновременно в результате синерезиса происходит обеднение растворителем фазы студня и возникает структурная сетка ячеистого типа. Удаление растворителя из полимерной Д. с. конденсационного типа (так называемого псевдогеля) даёт полимерные ксерогели, представляющие практический интерес в производстве тонкопористых материалов: мембранных фильтров, искусственной кожи, макропористых ионообменных смол и т.д.

Природные и искусственные материалы, например некоторые горные породы, наполненные пластмассы и резины, могут иметь и сложную коагуляционно-конденсационную структуру. Исследование и направленный синтез Д. с. с заданными свойствами — предмет специальной отрасли науки — физико-химической механики.

Лит.: Ребиндер П. А., Влодавец И. Н., Физико-химическая механика пористых и волокнистых дисперсных структур, в кн.: Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов, Рига, 1967, с. 5—40; Воюцкий С. С., Курс коллоидной химии, М., 1964, с. 334—40, 533—44.

Л. А. Шиц.

Диспе'рсная фа'за, совокупность мелких однородных твёрдых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа, равномерно распределённых в окружающей (дисперсионной) среде. Д. ф. и дисперсионная среда образуют дисперсные системы. См. также Коллоидные системы.

Диспе'рсность (от лат. dispersus — рассеянный, рассыпанный), характеристика размеров частиц в дисперсных системах. Д. обратно пропорциональна среднему диаметру частиц и определяется удельной поверхностью, т. е. отношением общей поверхности частиц к единице объёма (или иногда массы) дисперсной фазы. Удельная поверхность — усреднённый показатель Д. Более полное представление о Д. даёт кривая распределения объёма или массы дисперсной фазы по размерам частиц (рис.). С ростом полидисперсности системы, т. е. с увеличением разницы в размерах частиц, максимум на кривой распределения снижается и становится более широким, но площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс, сохраняется постоянной. В редком случае монодисперсной системы, когда частицы имеют почти одинаковый размер, кривая имеет вид острого пика с узким основанием. Встречаются системы, дающие на кривой распределения два и большее число максимумов. Для тонкопористых тел, например адсорбентов и катализаторов, понятие Д. заменяется равнозначным понятием пористости, т. е. характеристикой размеров каналов-пор, пронизывающих эти тела.

В химии высокомолекулярных соединений Д. часто называют характеристику размеров линейных или разветвлённых (цепочечных) полимерных молекул, определяемую молярной массой. Полидисперсность полимеров может быть выражена функцией распределения молекул по их молярным массам (так называемое молекулярно-массовое распределение). Графически эта функция изображается кривой типа приведённых на рис.; по оси абсцисс откладывают молярные массы, а по оси ординат — доли полимерных фракций с соответствующими молярными массами.

Д. как технологический показатель имеет важное значение в производстве и применении пигментов, различных наполнителей для пластмасс, минеральных вяжущих веществ, удобрений, пестицидов, фармацевтических препаратов и многих других порошкообразных и мелкозернистых продуктов. Определяется Д. методами дисперсионного анализа.

Лит. см. при ст. Дисперсионный анализ.

Кривые распределения объёма (массы) частиц по размерам: 1 — монодисперсная система; 2 — полидисперсная система. dmin, dmax, d — соответственно минимальный, максимальный и вероятнейший размер частиц; f(d) — функция распределения, доля объёма (или массы) дисперсной фазы, которая приходится на частицы с данным интервалом размеров, делённая на величину интервала.

Дисперсноупрочнённые материа'лы, металлы или сплавы, упрочнённые дисперсными частицами тугоплавких соединений, главным образом окислов, не растворяющихся и не коагулирующих в матрице (основе) сплава при высоких рабочих температурах. Д. м. отличаются от широко используемых в технике дисперсионно-твердеющих сплавов (см. Старение металлов) структурой, составом, методами изготовления, а также более высокой структурной и термической стабильностью, проявляющейся в сохранении длительной прочности Д. м. при высоких температурах. В распространённых жаропрочных дисперсионно-твердеющих никелевых сплавах наибольшее влияние на повышение жаропрочности оказывают интерметаллидные упрочнители (Ni3Al, Ni3Ti). Однако при температурах выше 1000—1100°С последние растворяются и коагулируют в основе сплава, что приводит к его разупрочнению. Повышенная жаропрочность Д. м. на никелевой основе достигается введением в никель 2—5% тугоплавких кислородных соединений (ThO2, HfO2, Y2O3). Оптимальная дислокационная структура матрицы формируется при строгом соблюдении дисперсности частиц (100—600 А), расстояния между ними (0,5—0,8 мкм), а также в результате применения термомеханических режимов обработки — холодной деформации и высокотемпературного отжига. На рис. приведены графики зависимости длительной прочности дисперсноупрочнённых и дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов от времени и температуры.

Изделия из Д. м. получают, как правило, в три стадии: подготовка исходных порошков главным образом путём совместного химического осаждения основы и упрочнителя из водных растворов их солей, формование заготовок и обработка их давлением — экструзией, волочением, прокаткой и т.д. Применение дисперсного упрочнения позволяет повысить жаропрочность и расширить температурные области использования практически всех металлов и сплавов на основе меди, никеля, кобальта, железа, циркония, титана, молибдена и др.