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page 旋转流变仪培训教程 01 流变学基础 主要内容 流变学测量原理 流变学定义 剪切流动 流变测量仪器 流变学测量及其应用 粘度测量方法 流动曲线测量及应用 触变性测量及应用 屈服应力测量及应用 拉伸粘度测量及应用 粘弹性 粘弹性概念 粘弹性测试方法及应用 流变学思想 理想弹性体-Hook‘s Law (1676) 理想液体- Newton’s Law （1687） 流变学成为独立的学科-1929 流变学-Rheology 流变学是研究材料流动与变形的学科 流变学 - What is rheology? 流动 FLOW 测量样品粘度 流动的阻力 样品稠稀 样品是否能被泵送 实验方法 粘度测量 （Viscometry） 变形 DEFORMATION 材料在流动之前的行为 表征粘弹性 VISCOELASTICITY. 预测样品性能 样品分类 样品的稳定性 – 是否发生沉降? 实验方法 振荡 （Oscillation） 蠕变（Creep）,松弛（ Relaxation） 流变学与材料之间的关系 流变学应用非常广泛 医药和个人护理品 储存时间, 感官知觉, 屈服点, 凝胶强度等 食品 Foods 口感, 储存稳定性, 烹饪特性, 加工性能, 挤出, 涂抹等 陶瓷工业 Ceramics 稳定性, 泵送性, 铸件性能 石化产品 Petrochemicals 润滑剂配方,粘温曲线, 钻井液-悬浮体系泵送性能, 高温高压下的流动性能 高分子材料 Plastics and polymers 注塑, 挤出, 分子量分布, 分子结构表征, 玻璃化转变温度等 涂料、油墨和油漆 Paints, inks and coatings 粘辊飞溅, 喷雾, 膜厚度, 管道输运, 垂挂流平, 沉降（储存） 粘合剂 Adhesives 固化时间和凝胶点, 压敏性能等 沥青 Asphalt 沥青硬度, 疲劳, 车辙, 低温开裂, SHRP标准测试等 剪切流动测试抽象模型基本概念-剪切 假设一个立方体的长宽高分别为a，b，d。 基本概念-剪切应力（Shear stress） 单位面积所受的剪切力（The applied force per unit area） 1 N/m2 = 1 Pa 基本概念-剪切应变（Shear strain） 剪切应变 （Shear strain）被简称为应变（Strain） 无量纲，常常用%表示 基本概念-剪切速率（Shear rate） 剪切应变速率（Shear strain rate）或者剪切速率（Shear rate） ，表示剪切应变快慢 单位 s-1 剪切粘度(Shear viscosity) 粘度就是流动的阻力 粘度越大，越难流动（蜂蜜，酸奶等） 粘度越小，越容易流动（水等） 典型的流动曲线（Flow behavior） 剪切变稀-Shear Thinning 为什么会剪切变稀? 流变学研究仪器- Rheology Instrumentation 旋转流变仪怎样工作… 主要部件是空气轴承组件… 包括: 拖杯马达Drag cup motor 空气轴承Air bearing 位置传感器Position sensors 测量系统Measuring system 样品 Temperature controlled sample 旋转流变仪施加剪切 在稳态测量模式时，上板向一个方向连续旋转 在振荡测试下，上板来回振动 两者都是对样品施加剪切 旋转流变仪应用 稳态/瞬态测试 流动性测试，剪切粘度/剪切速率、时间、温度，剪切应力，屈服应力，触变性等 振荡测试 粘弹性测试，储能模量（G’），损耗模量（G’’），损耗角（δ），复数粘度（η*），材料结构，固化曲线 蠕变回复测试 粘弹性测试，蠕变柔量（J），模量，零剪切粘度等 应力松弛测试 粘弹性测试，松弛时间谱等 多波测试 凝胶点，固化曲线等 侧重材料内部结构 Rosand 毛细管流变仪示意图 主要部件是料桶…… 包括 样品 压力传感器 温度传感器 活塞 口模 毛细管流变仪原理 控制活塞速度(相当于控制剪切速率) 压力与剪切应力相关(测量压力计算剪切应力). 毛细管流变仪原理 牛顿流体 毛细管流变仪：主要应用 典型的剪切速率范围 剪切速率与应用相关 护手霜流动曲线 两种不同的护手霜. 在不同的条件表现不同的材料性质 典型的粘度曲线 粘度测量 粘度测量应用: 健胃消食糖浆（Indigestion Relief） 两种健胃消食糖浆 碳酸钙或者碳酸钠的悬浮液 有些东西在外力作用下并不流动 想想牙膏，为什么要用力才能将牙膏挤出？ 牙膏在牙刷上为什么不流动？ 为什么要用力摇瓶子才可以将番茄酱倒出？ 番茄酱在盘子上不会像水一样到处流