一种材料黏性测试方法技术

本发明专利技术公布了一种同心直线移动式材料黏性测试方法：首先，将一根中心杆贯穿一个中空的料筒，两者中心线重合，料筒与中心杆之间的空隙构成测试腔；其次，将待测样品装填并充满于测试腔内；然后，让中心杆与料筒沿中心线作相对直线移动，通过拖曳作用驱动待测样品作层流式流动；测量并记录中心杆与料筒之间的相对运动速度及其变化和作用力及其变化；最后，将作用力变换成剪切应力，将速度变换成剪切速率，获得待测样品所受剪切应力与剪切速率之间的关系，实现材料黏性的表征。本发明专利技术中待测样品作直线流动，不会有离心力，并且在中心杆或料筒的拖曳作用下待测样品承受的是剪切作用力，从而能够以层流方式流动，使得材料的黏性测试更准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料测试领域，尤其是流变测量方法。
技术介绍
用于测试固体、半固体或流体的黏弹性的仪器称为流变仪，常用流变仪所采用的测试方法目前主要有以下4种模式:a、同轴圆筒式，两个同轴圆筒，一个固定、另一个转动，使得两个同轴圆筒间环形缝隙中的流体作环形流动山、毛细管式，在毛细管的入口与出口处构造一定的流体压力差迫使流体从毛细管中挤出；C、锥板或平行板转子式，上下两个转子，一个固定、另一个转动，两转子间隙处的样品发生剪切流动；d、密炼式，转子在腔体内旋转，搅动腔体中的样品作湍流运动。同轴圆筒式流变测试法与锥板或平行板转子式流变测试法都引入了离心力，导致了相应的测试误差，并且转动半径越大、转速越快误差就越大；毛细管式流变测试法中样品流动属于压力流，不能防止流体内层与层之间的体积元交换，与测试原理要求的层流式剪切流动有偏差；密炼式流变测试法的样品流动中有湍流存在，不便于剪切速率及剪切应力等物理量的求解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同心直线移动式黏性测试方法，它通过中心杆与料筒之间的相对直线移动驱动待测样品流动，让待测样品在中心杆或料筒的拖曳作用下以层流方式流动，并且不会产生离心力，从而使得材料的黏性测试更准确。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。a)首先，将一根中心杆从中心贯穿一个中空的料筒，两者中心线重合，料筒与中心杆之间的空隙构成测试腔。b)其次，将待测样品装填并充满于测试腔内。c)然后，让中心杆与料筒沿中心线作相对直线移动，通过拖曳作用驱动待测样品作层流式流动。d)在待测样品流动过程中，测量并记录中心杆与料筒之间的相对运动速度及其变化和通过待测样品传递的中心杆与料筒之间的作用力及其变化。e)最后，将作用力数据经数学变换成剪切应力，将速度数据经数学变换成剪切速率，获得待测样品所受剪切应力与剪切速率之间的关系，实现材料黏性的表征。本专利技术中待测样品作直线流动，不会产生离心力，从而在高剪切速率下测试时无需考虑离心力引入的误差，相对于同轴圆筒式流变测试法与锥板或平行板转子式流变测试法而言有更宽的测试范围；同时，在中心杆或料筒的拖曳作用下待测样品在中心杆与料筒之间承受的是剪切作用力，从而能够以层流方式流动，与黏性测试原理所要求的流动方式保持一致，使得材料的黏性测试更准确。附图说明图1为本专利技术的黏性测试方法示意图。图中:1、料筒；2、中心杆；3、待测样品；4、力传感器；5、直线电机。具体实施例方式以下结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。横截面为矩形的料筒I内有矩形空腔，空腔长为I1、宽为W1、高为Ill，料筒I固定不动。空腔中央放置一根横截面为矩形的中心杆2，中心杆2长为I2、宽为W1、高为h2。料筒I与中心杆2之间的空隙构成了用于装填待测样品3的测试腔。将可流动且有一定黏性的待测样品3 (例如含一定水分的面团)装入料筒I内的测试腔中，并压实，以便待测样品3能够充满测试腔。力传感器4安装于中心杆2与直线电机5的连接处。在移动中心杆2前，将力传感器4的读数清零。启动直线电机5，让直线电机5拖动中心杆2沿中心线以设定的速度V移动，记录中心杆2的运动速度值V与力传感器4的读数值F。变换中心杆2的运动速度，测得一组中心杆2运动速度下的力传感器4相应读数值。根据以下公式求解得到剪切速率、剪切应力、黏度，从而可得出剪切应力随剪切速率变化的关系，实现待测样品3的材料黏性表征。.F,,—权利要求1.，包括以下步骤: a)首先，将一根中心杆从中心贯穿一个中空的料筒，两者中心线重合； b)其次，将待测样品装填于料筒内； c)然后，让中心杆与料筒作相对运动，以驱动待测样品流动； d)在待测样品流动过程中，测量并记录中心杆与料筒之间的相对运动速度及其变化和通过待测样品传递的中心杆与料筒之间的作用力及其变化； e)最后，将作用力数据经数学变换成剪切应力，将速度数据经数学变换成剪切速率，获得待测样品所受剪切应力与剪切速率之间的关系，实现材料黏性的表征； 其特征在于:料筒与中心杆之间的空隙构成测试腔，中心杆与料筒沿中心线作相对直线移动，使得测试腔内的待测样品在中心杆或料筒的拖曳作用下以层流方式流动。全文摘要本专利技术公布了一种同心直线移动式材料黏性测试方法首先，将一根中心杆贯穿一个中空的料筒，两者中心线重合，料筒与中心杆之间的空隙构成测试腔；其次，将待测样品装填并充满于测试腔内；然后，让中心杆与料筒沿中心线作相对直线移动，通过拖曳作用驱动待测样品作层流式流动；测量并记录中心杆与料筒之间的相对运动速度及其变化和作用力及其变化；最后，将作用力变换成剪切应力，将速度变换成剪切速率，获得待测样品所受剪切应力与剪切速率之间的关系，实现材料黏性的表征。本专利技术中待测样品作直线流动，不会有离心力，并且在中心杆或料筒的拖曳作用下待测样品承受的是剪切作用力，从而能够以层流方式流动，使得材料的黏性测试更准确。文档编号G01N11/10GK103105347SQ20111035949公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日专利技术者黄宇刚 申请人:黄宇刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料黏性测试方法，包括以下步骤：a) 首先，将一根中心杆从中心贯穿一个中空的料筒，两者中心线重合；b) 其次，将待测样品装填于料筒内；c) 然后，让中心杆与料筒作相对运动，以驱动待测样品流动；d) 在待测样品流动过程中，测量并记录中心杆与料筒之间的相对运动速度及其变化和通过待测样品传递的中心杆与料筒之间的作用力及其变化；e) 最后，将作用力数据经数学变换成剪切应力，将速度数据经数学变换成剪切速率，获得待测样品所受剪切应力与剪切速率之间的关系，实现材料黏性的表征；其特征在于：料筒与中心杆之间的空隙构成测试腔，中心杆与料筒沿中心线作相对直线移动，使得测试腔内的待测样品在中心杆或料筒的拖曳作用下以层流方式流动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇刚，
申请(专利权)人：黄宇刚，
类型：发明
国别省市：湖南;43