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公司動(dòng)態(tài)

通過(guò)流變儀的振蕩測(cè)試測(cè)定流體的屈服應(yīng)力

發(fā)布時(shí)間:2023-03-14
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許多復(fù)雜流體,例如形成網(wǎng)絡(luò)的聚合物、表面活性劑中間相、濃縮的乳液,它們?cè)陟o止?fàn)顟B(tài)下不流動(dòng),直到施加的應(yīng)力超出一定的臨界值,即屈服應(yīng)力。這類行為即所謂屈服流動(dòng)行為。由此屈服應(yīng)力定義為要使樣品發(fā)生流動(dòng)所需施加的小應(yīng)力。低于該屈服應(yīng)力,樣品將表現(xiàn)為彈性變形(類似拉伸彈簧),高于此屈服應(yīng)力,樣品將像液體一樣流動(dòng)。大多數(shù)帶屈服應(yīng)力的流體可視為有一結(jié)構(gòu)骨架延伸在整個(gè)材料體積中。骨架的力量由分散相的結(jié)構(gòu)及其交互作用所控制。連續(xù)相通常為低粘度,然而,引入高的分散相體積比,可以上千倍地增加體系粘度,并使樣品在靜止時(shí)表現(xiàn)出類似固體的行為。這類材料經(jīng)常被稱為粘彈性材料。


有不同的方法測(cè)定屈服應(yīng)力,大多數(shù)使用穩(wěn)態(tài)剪切測(cè)試。然而,靈敏的方法之一是使用振蕩振幅掃描。其測(cè)試方法為施加漸增的應(yīng)力或應(yīng)變,并監(jiān)控模量與/或應(yīng)力的變化。從所示的振幅掃描結(jié)果中,可以多種方式來(lái)表征屈服應(yīng)力。某些研究者將G’的起始下降點(diǎn)作為屈服點(diǎn)的量度,因?yàn)樗砹朔蔷€性行為與結(jié)構(gòu)崩塌的起始點(diǎn),而另一些研究者則將G’/G’’的交點(diǎn)作為屈服點(diǎn),因?yàn)樗韽墓虘B(tài)向類液體行為的轉(zhuǎn)變。這兩個(gè)點(diǎn)之間的區(qū)域被定義為屈服區(qū)。


一種較新的方法則為測(cè)量彈性應(yīng)力部分σ’(與G’的彈性結(jié)構(gòu)有關(guān))對(duì)應(yīng)變振幅的函數(shù)關(guān)系。如圖2所示,峰值點(diǎn)的應(yīng)力為屈服應(yīng)力,其對(duì)應(yīng)的應(yīng)變即為屈服應(yīng)變。通常這一點(diǎn)落在屈服區(qū)內(nèi),且已經(jīng)顯示可以給出對(duì)于屈服應(yīng)力的更可靠的度量,該值也與其他方法得到的結(jié)果相一致。取決于待測(cè)材料的松弛行為,測(cè)試頻率有時(shí)可以影響測(cè)得的屈服應(yīng)力。較低的頻率可以更好地表征材料在靜止?fàn)顟B(tài)下的性質(zhì),但將極大地延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間。因此,通常使用0.1到10Hz之間的數(shù)值。