旋轉流變儀的作用以及它的分類(lèi)和使用注意事項
旋轉流變儀是研究測量材料流變學(xué)特性的儀器之***,在旋轉的運動(dòng)下使樣品受到簡(jiǎn)單剪切的作用而產(chǎn)生移動(dòng),進(jìn)而再用于快速測量高分子材料的粘度、模量、彈性等流變性能參數的儀器,主要由馬達、測試夾具、光學(xué)解碼器、馬達轉子、空氣軸承五個(gè)部分組成。旋轉流變儀基本工作原理是在馬達的帶動(dòng)下進(jìn)行測試夾具轉動(dòng),旋轉的測試夾具就會(huì )使得樣品受到剪切力的作用,之后光學(xué)解碼器就會(huì )收集到樣品所反饋的扭矩等***系列信息,此時(shí)分析數據軟件對采集信息進(jìn)行分析,進(jìn)而就能夠得到樣品的剪切應力和剪切速率,再根據牛頓內摩擦定律進(jìn)而獲得流變性能參數。
旋轉流變儀是材料領(lǐng)域應用非常廣泛的流變測量?jì)x器,可以研究從低黏度流體到高強度固體樣品的流動(dòng)和變形特性。廣泛應用于液態(tài)和半液態(tài)的粘度和相對粘度。針對每***種性能畫(huà)出相應的溫度粘度、應力、應變曲線(xiàn)。旋轉流變儀是現代流變儀中的重要組成部分,它們依靠旋轉運動(dòng)來(lái)產(chǎn)生簡(jiǎn)單剪切流動(dòng),可以用來(lái)快速確定材料的粘性、彈性等各方面的流變性能以及測試粘度、剪切應力、流動(dòng)曲線(xiàn)、粘度曲線(xiàn)、粘溫曲線(xiàn)、屈服應力、觸變性、粘彈性(儲能模量損耗模量等)等各種重要的流變學(xué)參數。
此外,旋轉流變儀還能夠完成蠕變/蠕變恢復、振蕩、穩態(tài)旋轉、應力松弛、多波測試和平行疊加場(chǎng)等流變測試方法,研究樣品的流變特性與剪切速率、剪切應力、頻率、溫度、時(shí)間等因素的變化。
旋轉流變儀通??煞譃榭刂茟π秃涂刂茟冃停?/p>
1、控制應力型: 使用很多,如德***哈克(Haake) RS系列、美***TA的AR系列、英***Malven、奧地利Anton-Paar的MCR系列,都是這***類(lèi)型的流變儀。前三***的產(chǎn)品馬達采用托杯馬達,托杯馬達屬于異步交流馬達,慣量小,特別適合于低粘度的樣品測試;Anton-Paar的流變儀采用永磁體直流馬達,慣量稍大,但從原理上響應速度快,也是目前應力型流變儀的***種發(fā)展方向。這***類(lèi)型的流變儀,采用馬達帶動(dòng)夾具給樣品施加應力,同時(shí)用光學(xué)測量產(chǎn)生的應變或轉速。 控制應力的流變儀由于有較大的操作空間,可以連接更多的功能附件。
2、控制應變型:目前只有美***TA的ARES屬于單純的控制應變型流變儀,這種流變儀直流馬達安裝在底部,通過(guò)夾具給樣品施加應變,樣品上部通過(guò)夾具連接倒扭矩傳感器上,測量產(chǎn)生的應力;這種流變儀只能做單純的控制應變實(shí)驗,原因是扭矩傳感器在測量扭矩時(shí)產(chǎn)生形變,需要***個(gè)再平衡的時(shí)間,因此反應時(shí)間就比較慢,這樣就無(wú)法通過(guò)回饋循環(huán)來(lái)控制應力??刂茟兊牧髯儍x由于硬件復雜,目前只有幾種功能附件可供選擇。
用戶(hù)在使用旋轉流變儀時(shí)要注意:
1.空氣軸承流變儀使用時(shí),必須確保壓縮空氣起源工作正常,保持提供符合壓力和潔凈度要求的壓縮空氣;
2.使用環(huán)境溫度應在15℃-35℃,無(wú)陽(yáng)光直射;
3.實(shí)驗臺要穩固,不能有明顯的震動(dòng),無(wú)強磁場(chǎng)強電場(chǎng)干擾;
4.測試以前要按規定的步驟標定和校準旋轉流變儀。