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旋轉流變儀的作用以及它的分類和使用注意事項

儀器網小編2021-03-11 16:05:53

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旋轉流變儀是研究測量材料流變學特性的儀器之***,在旋轉的運動下使樣品受到簡單剪切的作用而產生移動,進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、光學解碼器、馬達轉子、空氣軸承五個部分組成。旋轉流變儀基本工作原理是在馬達的帶動下進行測試夾具轉動,旋轉的測試夾具就會使得樣品受到剪切力的作用,之后光學解碼器就會收集到樣品所反饋的扭矩等***系列信息,此時分析數據軟件對采集信息進行分析,進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而獲得流變性能參數。

 

旋轉流變儀是材料領域應用非常廣泛的流變測量儀器,可以研究從低黏度流體到高強度固體樣品的流動和變形特性。廣泛應用于液態和半液態的粘度和相對粘度。針對每***種性能畫出相應的溫度粘度、應力、應變曲線。旋轉流變儀是現代流變儀中的重要組成部分,它們依靠旋轉運動來產生簡單剪切流動,可以用來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、流動曲線、粘度曲線、粘溫曲線、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參數。

 

此外,旋轉流變儀還能夠完成蠕變/蠕變恢復、振蕩、穩態旋轉、應力松弛、多波測試和平行疊加場等流變測試方法,研究樣品的流變特性與剪切速率、剪切應力、頻率、溫度、時間等因素的變化。

 

旋轉流變儀通常可分為控制應力型和控制應變型:

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***類型的流變儀。前三***的產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***種發展方向。這***類型的流變儀,采用馬達帶動夾具給樣品施加應力,同時用光學測量產生的應變或轉速。 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,通過夾具給樣品施加應變,樣品上部通過夾具連接倒扭矩傳感器上,測量產生的應力;這種流變儀只能做單純的控制應變實驗,原因是扭矩傳感器在測量扭矩時產生形變,需要***個再平衡的時間,因此反應時間就比較慢,這樣就無法通過回饋循環來控制應力。控制應變的流變儀由于硬件復雜,目前只有幾種功能附件可供選擇。

 

用戶在使用旋轉流變儀時要注意:

1.空氣軸承流變儀使用時,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.使用環境溫度應在15℃-35℃,無陽光直射;

3.實驗臺要穩固,不能有明顯的震動,無強磁場強電場干擾;

4.測試以前要按規定的步驟標定和校準旋轉流變儀。


(來源: 儀器網小編)


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