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旋轉(zhuǎn)流變儀如何工作、原理是什么?

點(diǎn)擊次數(shù):3956 更新時(shí)間:2022-06-06

旋轉(zhuǎn)流變儀如何工作? 旋轉(zhuǎn)流變儀工作原理是什么?國(guó)產(chǎn)流變儀如何工作?

1、流變儀概述

流變儀是當(dāng)今較為通用的流變測(cè)定工具,旋轉(zhuǎn)流變儀保圣RH-20可針對(duì)多種不同的流變測(cè)量方法進(jìn)行配置,以探測(cè)懸浮體的構(gòu)造和性能。 從生成材料在數(shù)十種扭矩下的簡(jiǎn)單粘性流動(dòng)曲線(粘度與剪切力曲線圖)到測(cè)量屈服應(yīng)力,再到用于模擬食物咀嚼過(guò)程的序列,旋轉(zhuǎn)流變儀可用于多種測(cè)試類型。

國(guó)產(chǎn)流變儀保圣RH-20流變儀,是模塊化智能型流變儀,國(guó)產(chǎn)流變儀保圣RH-20采用的高精度驅(qū)動(dòng)器,配備的多孔碳空氣軸承可以精確控制應(yīng)力控制和應(yīng)變控制實(shí)驗(yàn),兼具研究的精度和廣度,可以進(jìn)行從任何粘度的流體、高分子熔體,到固體以及反應(yīng)性材料的研究和開(kāi)發(fā)。

流變儀.png

 

2、旋轉(zhuǎn)流變儀保圣RH-20工作原理

模塊化智能型流變儀國(guó)產(chǎn)流變儀保圣RH-20在兩個(gè)測(cè)量板或其他相似的幾何形狀板(如錐板或杯和轉(zhuǎn)子系統(tǒng))之間加載樣品。 當(dāng)在上平板施加一個(gè)扭矩時(shí),就會(huì)在材料上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力,并測(cè)得所形成的應(yīng)變或應(yīng)變速率(切變速率)。 旋轉(zhuǎn)流變儀與粘度計(jì)的工作原理相同,但前者的功能要強(qiáng)大得多。 其中為顯著的就是前者在施加剪切應(yīng)力時(shí)精度更高、范圍更廣;前者擁有振蕩測(cè)試功能;以及在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)所施加的法向力的控制度更高。

旋轉(zhuǎn)流變儀保圣RH-20可用于測(cè)量從膏狀物和凝膠到構(gòu)造弱的液體在內(nèi)的多種樣品類型。 即使在剪切應(yīng)力極低的區(qū)域,仍能夠控制所施加的剪切力,因此這些儀器適合執(zhí)行穩(wěn)定性研究以及測(cè)量屈服應(yīng)力。 不過(guò),旋轉(zhuǎn)流變儀針對(duì)數(shù)十種扭矩下的使用情形進(jìn)行了優(yōu)化,而未針對(duì)區(qū)分低粘度弱構(gòu)造流體的粘度進(jìn)行優(yōu)化。 此外,當(dāng)切變速率超過(guò) 1000 s-1時(shí),旋轉(zhuǎn)流變儀會(huì)在高剪切區(qū)面臨機(jī)械約束。借助這些先進(jìn)復(fù)雜的儀器,可以確保測(cè)試方法與產(chǎn)品的特定加工流程或使用環(huán)境密切匹配。 內(nèi)置的創(chuàng)新軟件非常有用,即使剛?cè)腴T的流變學(xué)家也能夠生成并解讀數(shù)據(jù)。

3、旋轉(zhuǎn)流變儀國(guó)產(chǎn)流變儀保圣RH-20測(cè)量系統(tǒng)

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

旋轉(zhuǎn)流變儀保圣RH-20是以空氣軸承馬達(dá)為核心測(cè)量結(jié)構(gòu)的高等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀,基本要求是可以進(jìn)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(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量、瞬態(tài)測(cè)量功能,可以測(cè)量黏度、流動(dòng)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性、復(fù)數(shù)模量G*、儲(chǔ)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(cè)量范圍比較寬。

旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)量系統(tǒng):在穩(wěn)定或變速情況下測(cè)量扭矩,用夾具因子將物理量轉(zhuǎn)化為流變學(xué)的參數(shù)。

模塊化智能型流變儀保圣RH-20流變儀測(cè)試條件:

(1)粘度計(jì)或流變儀測(cè)量的邊界條件有以下幾種

1.流動(dòng)必須是層流

2.測(cè)試過(guò)程必須是穩(wěn)態(tài)流動(dòng)

3.樣品與轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有滑移

4. 樣品是均勻的

5. 測(cè)試過(guò)程樣品沒(méi)有物理或化學(xué)性能的變化

6. 注意樣品彈性的影響

2)旋轉(zhuǎn)測(cè)試

測(cè)量結(jié)果分為相對(duì)粘度與絕對(duì)粘度兩種。

1. 相對(duì)粘度:測(cè)量方式以時(shí)間或其它物理量表示只能用牛頓體標(biāo)定。任何可讀的量(時(shí)間, 距離, 角度)與標(biāo)準(zhǔn)粘度樣品的比率,測(cè)試參數(shù)(轉(zhuǎn)子,速度,裝樣量)必須嚴(yán)格遵守一樣的測(cè)試條件。

2. 絕對(duì)粘度:絕對(duì)粘度=剪切應(yīng)力/剪切速率;

a. 平行板(直線運(yùn)動(dòng))b. 同心圓筒c. 毛細(xì)管d. 錐/平板或平行板(旋轉(zhuǎn))

3)旋轉(zhuǎn)流變儀的控溫系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)流變儀具有多種控溫系統(tǒng)可選,等級(jí)越高的流變儀可選的控溫系統(tǒng)越多,溫度范圍越寬;低等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀一般使用液體循環(huán)器作為控溫設(shè)備,高等級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀一般可選半導(dǎo)體控溫 、電加熱控溫、對(duì)流輻射爐控溫等,一般適用范圍大致如下:

半導(dǎo)體控溫(Peltier):一般在200℃以下,是使用廣泛、控溫方式;

電加熱控溫:一般在400℃以下,應(yīng)用于聚合物熔體等材料的測(cè)試;

對(duì)流輻射控溫爐:一般可達(dá)到600℃,低溫可達(dá)-150℃左右,特殊的可達(dá)1000℃,主要應(yīng)用于高溫熔體、固體、玻璃熔體、低溫合金熔體等材料;

4、旋轉(zhuǎn)流變儀應(yīng)用保圣RH-20流變儀應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)流變儀保圣RH-20流變儀,研究范圍涵蓋了從水到復(fù)合材料,能將微觀結(jié)構(gòu)信息與加工過(guò)程緊密聯(lián)系在一起。

材料;工藝/產(chǎn)品;相應(yīng)流變特性;聚合物-熱塑性;可加工性和產(chǎn)品性能、粘度;剪切變稀;彈性、柔量法向力結(jié)構(gòu)(分子量、分子分布)彈性粘度特性零剪切粘度、支化填料、流動(dòng)特性的影響、零剪切粘度變化;彈性、柔量粘彈性能比較研磨材料;原材料檢測(cè)(零剪切粘度、彈性模量、損耗模量、柔量);聚合物-熱固性;粘度粘度曲線中的最小值;凝膠時(shí)間(時(shí)間/溫度);彈性模量和損耗模量的交叉點(diǎn);硫化曲線/固化動(dòng)力學(xué);模量曲線與溫度或時(shí)間的關(guān)系;交聯(lián)密度平臺(tái)模量聚合物-彈性體、交聯(lián)密度、平臺(tái)模量或復(fù)粘度曲線;填料的影響粘彈性的比較;共混效果材料的應(yīng)變依存性(線形粘彈性的區(qū)域大?。?/span>;輪胎橡膠;彈性模量;損耗模量、損耗因子粘合劑;粘合和撕裂特性、彈性模量損耗模量的頻率依存性;壓敏膠特性平臺(tái)模量的范圍;涂料;涂裝性粘度;剪切變稀屈服應(yīng)力;垂掛性-涂刷、噴工藝;彈性、結(jié)構(gòu)回復(fù)、流平性-涂刷;彈性、結(jié)構(gòu)回復(fù)、掩縫性-涂刷彈性曲線;彈性、結(jié)構(gòu)回復(fù)、懸掛性、法向力;彈性、涂料-油墨、穩(wěn)定性、儲(chǔ)存期材料的時(shí)間依存性(線形粘彈性區(qū)域的大?。?/span>;蠕變;流動(dòng)性;特定溫度下的粘度涂料-粉末;特定溫度下的粘度;食品-面團(tuán)、凝膠、分散液(懸乳液、乳液);穩(wěn)定性、儲(chǔ)存期;材料的時(shí)間依存性(線形粘彈性區(qū)域的大?。?、蠕變;相分離結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化;凝膠;結(jié)構(gòu)性的增加、彈性;產(chǎn)品性能一致性;粘度和粘彈特性在加壓情況下的流動(dòng)與分散;粘度、剪切變稀;個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品-面霜、凝膠、分散液(懸乳液、乳液);穩(wěn)定性、儲(chǔ)存期;材料的時(shí)間依存性(線形粘彈性區(qū)域的大?。⑷渥?/span>;相分離;結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化;凝膠結(jié)構(gòu)性的增加、彈性;產(chǎn)品性能一致性;在加壓情況下的流動(dòng)與分散;粘度、剪切變稀;陶瓷-漿料;穩(wěn)定性、儲(chǔ)存期;材料的時(shí)間依存性(線形粘彈性區(qū)域的大?。?、蠕變;流動(dòng)性鑄造流動(dòng)性能;粘度、屈服應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變化;油品、油脂、潤(rùn)滑劑油品傾倒性;改性劑的效果粘度、屈服應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變化;原油中石蠟的分析特定溫度下的粘度、油脂、潤(rùn)滑劑:組分、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和粘度的變化;潤(rùn)滑劑的混合;粘度線;屈服應(yīng)力柔量;結(jié)構(gòu)變化

5、旋轉(zhuǎn)流變儀的操作要點(diǎn)—保圣RH-20流變儀測(cè)試不同樣品的操作要點(diǎn)

1.液體類樣品

將液體樣品以緩慢速度加載到平、錐板轉(zhuǎn)子下板或同軸圓筒測(cè)試杯內(nèi),然后設(shè)定程序,放下轉(zhuǎn)子上板或者內(nèi)筒,進(jìn)行測(cè)樣。
2.半固體類樣品

將樣品通過(guò)勺子或其他適宜工具將樣品緩慢轉(zhuǎn)移到平、錐板下板上,某些特殊樣品需要進(jìn)行升溫后再進(jìn)行加樣,然后設(shè)定程序,放下轉(zhuǎn)子上板,進(jìn)行測(cè)樣。

3.體類樣品

將平、錐板下板升高到需要測(cè)試的樣品軟化點(diǎn)溫度,然后緩慢加載樣品于下板上,待樣品熔融,設(shè)定程序,放下轉(zhuǎn)子上板,進(jìn)行測(cè)樣。

在上述三類樣品加樣過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn):

1.樣品需要保持均勻性;

2.樣品中盡量避免含有氣泡,如果有氣泡,需提前脫泡,再加樣測(cè)試;

3.樣品加載過(guò)程中,均需緩慢裝填樣品,不破壞樣品結(jié)構(gòu),同時(shí)樣品需要充滿轉(zhuǎn)子夾具間隙。

4.一般樣品通過(guò)上轉(zhuǎn)子下壓,均會(huì)有部分從間隙中擠出,我們需用刮刀進(jìn)行刮邊;如果樣品具有較大彈性,我們?cè)谙聣旱倪^(guò)程中需要設(shè)置下壓速度或者法向力控制,以免快速下壓過(guò)程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,影響測(cè)試結(jié)果。

5.測(cè)試樣品需加載在控溫平臺(tái)上的測(cè)試下板中,避免在進(jìn)行刮邊時(shí)傷害控溫平臺(tái)。此平臺(tái)上沒(méi)有下板,使用一段時(shí)間后,平臺(tái)表面出現(xiàn)明顯的損傷,影響測(cè)試準(zhǔn)確性;同時(shí)測(cè)試下板如果設(shè)有溢流槽,更方便進(jìn)行刮邊操作。

 

 

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