帶你了解流變學(xué)和流變儀

　　在了解流變儀之前先學(xué)習(xí)下流變學(xué)，流變學(xué)是力學(xué)的一個新分支，它主要研究材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度濕度、輻射等條件下與時間因素有關(guān)的變形和流動的規(guī)律。

　　流變學(xué)從一開始就是作為一門實驗基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的，因此實驗是研究流變學(xué)的主要方法之一。它通過宏觀試驗，獲得物理概念，發(fā)展新的宏觀理論。例如利用材料試件的拉壓剪試驗，探求應(yīng)力、應(yīng)變與時間的關(guān)系，研究屈服規(guī)律和材料的長期強度。通過微觀實驗，了解材料的微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)，如多晶體材料顆粒中的缺陷、顆粒邊界的性質(zhì)，以及位錯狀態(tài)等基本性質(zhì)，探討材料流變的機制。

　　材料的流變性能主要表現(xiàn)在蠕變和應(yīng)力松弛兩個方面。

　　蠕變是指材料在恒定載荷作用下，變形隨時間而增大的過程。蠕變是由材料的分子和原子結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整引起的，這一過程可用延滯時間來表征。當(dāng)卸去載荷時，材料的變形部分地回復(fù)或*地回復(fù)到起始狀態(tài)，這就是結(jié)構(gòu)重新調(diào)整的另一現(xiàn)象。

　　材料在恒定應(yīng)變下，應(yīng)力隨著時間的變化而減小至某個有限值，這一過程稱為應(yīng)力松弛。這是材料的結(jié)構(gòu)重新調(diào)整的另一種現(xiàn)象。

　　蠕變和應(yīng)力松弛是物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的外部顯現(xiàn)。這種可觀測的物理性質(zhì)取決于材料分子(或原子)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計特性。因此在一定應(yīng)力范圍內(nèi)，單個分子(或原子)的位置雖會有改變，但材料結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計特征卻可能不會變化。
 

　　流變儀就是研究材料流變性能的儀器，，采用對樣品施加強制穩(wěn)態(tài)速率載荷、穩(wěn)態(tài)應(yīng)力載荷、動態(tài)正弦周期應(yīng)變載荷或動態(tài)正弦周期應(yīng)力載荷的方式，觀測樣品對所施加載荷的響應(yīng)數(shù)據(jù)；通過測量剪切速率、剪切應(yīng)力、振蕩頻率、應(yīng)力應(yīng)變振幅等流變數(shù)據(jù)，計算樣品的黏度、儲能模量、損耗模量、Tanδ等流變學(xué)參數(shù)。

　　流變儀根據(jù)其等級大致可以劃分為兩種，一種是以機械軸承馬達為核心測量結(jié)構(gòu)的低等級旋轉(zhuǎn)流變儀，基本要求是可以進行連續(xù)的轉(zhuǎn)速控制，一般只具有穩(wěn)態(tài)測量功能，可以測量黏度η、流動曲線、屈服應(yīng)力、觸變性等流變學(xué)特性，但測量范圍比較小。

　　另一種是以空氣軸承馬達為核心測量結(jié)構(gòu)的高等級旋轉(zhuǎn)流變儀，基本要求是可以進行連續(xù)的轉(zhuǎn)速控制、可以產(chǎn)生正弦波應(yīng)變或應(yīng)力，具有穩(wěn)態(tài)測量、動態(tài)測量、瞬態(tài)測量功能，可以測量黏度、流動曲線、屈服應(yīng)力、觸變性、復(fù)數(shù)模量G*、儲能模量G'、損耗模量G"、Tanδ、應(yīng)力松弛、蠕變等流變學(xué)特性，測量范圍比較寬。