屈服应力测量及应用简介

一些复杂的流体,如形成网络的聚合物、表面活性剂、中间相、乳液等,直到施加的应力超过一个称为屈服应力的特定临界值时才会流动。

欧洲杯足球竞彩表现出这种行为的材料被称为表现出屈服流动行为。屈服应力定义为在样品开始流动之前必须施加于其上的应力。在屈服应力以下,样品会发生弹性变形(就像拉伸弹簧一样),在屈服应力以上,样品会像液体一样流动。

大多数表现出屈服应力的流体可以被认为具有贯穿整个系统体积的结构骨架。骨架强度由分散相及其相互作用决定。连续相粘度较低,但分散相的高体积分数和/或组分之间的强相互作用可以使粘度增加1000倍或更多,并导致静止时的固体行为。

机械类

结构骨架发生灾难性破坏时的应力就是屈服应力和相关的应变即屈服应变。这个过程可以用如图1所示的力学模拟来显示,对于粘弹性固体,用弹簧与阻尼器(或阻尼器)平行,对于凝胶,用弹簧和阻尼器平行。在这两种情况下,材料都不可能发生塑性变形或流动,因为它受到弹簧的限制,而弹簧一开始就必须断裂。

对于粘弹性固体,屈服材料的行为类似于牛顿液体,而对于凝胶,屈服将导致粘弹性液体表现出剪切变稀行为。

说明粘弹性固体和凝胶的力学模拟和相应的屈服。

图1所示。说明粘弹性固体和凝胶的力学模拟和相应的屈服。

在乳液和泡沫的情况下,这种类似固体的行为是由于紧密或有序的分散相堆积,而在聚合物凝胶中,例如,分子缔合或相互作用是主要原因。玻璃状液体和纠缠的聚合物系统在迅速变形时将表现为固体。在较长的变形时间,这些材料显示液体性质,因此不具有真正的屈服应力。欧洲杯足球竞彩

图2显示了具有真实屈服应力的材料,显示了接近零剪切速率的无限黏度和具有明显屈服应力的材料,显示了零剪切黏度平台。

插图显示了具有真实屈服应力的材料的预期流动曲线。

图2。插图显示了具有真实屈服应力的材料的预期流动曲线。

确定屈服应力

确定屈服应力作为真正的材料常数可能是困难的,因为测量值可能在很大程度上取决于所采用的测量技术和测试条件。没有通用的方法来确定屈服应力,有许多方法在一系列机构和行业中受到欢迎。时间是一个可以影响实测屈服应力值的变量。

许多复杂流体在本质上是触变性的,可以随着施加剪切的时间而改变结构,或者在屈服后需要有限的时间恢复。这在测量前加载样品时尤其重要,因为这一过程需要首先屈服材料。图3显示了一些典型的频谱及其力学模拟。

由于G’是与弹性(和关联)有关的模量,那么当这个值超过与流动有关的粘性模量(G”)时,可以认为材料具有关联结构,因此具有屈服应力。对于具有真正屈服应力的材料,那么G '必须在无限低频率下超过G ',这将是粘弹性固体和理想凝胶的情况。对于粘弹性液体,材料只会在G '超过G '的频率范围内出现屈服,因此可以认为这些材料具有明显的屈服应力或临界应力。欧洲杯足球竞彩

图解显示了具有屈服应力/临界应力的材料及其力学类似物的一些典型频率剖面。欧洲杯足球竞彩

图3。图解显示了具有屈服应力/临界应力的材料及其力学类似物的一些典型频率剖面。欧洲杯足球竞彩

温度是另一个重要因素。在更高的温度下,材料部件有更多的热能,因此需要更低的应力输入来启动流动。屈服应力随温度升高而减小,在高温下没有热致结构增强。

测定材料屈服应力的方法有很多种,从精确的流变仪技术到一些较为粗略的非绝对技术。

这些信息已经从Malvern Panalytical提供的材料中获得,审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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引证

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    莫尔文Panalytical。(2019年9月03)。屈服应力测量及应用简介。AZoM。于2021年7月18日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=9928检索。

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    莫尔文Panalytical。屈服应力测量与应用简介。AZoM.2021年7月18日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=9928 >。

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    莫尔文Panalytical。屈服应力测量与应用简介。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=9928。(2021年7月18日通过)。

  • 哈佛大学

    莫尔文Panalytical》2019。屈服应力测量及应用简介.viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=9928。

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