旋轉(zhuǎn)流變儀的測(cè)試模式一般可以分為穩(wěn)態(tài)測(cè)試、瞬態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試,區(qū)分它們的標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)變或應(yīng)力施加的方式。穩(wěn)態(tài)測(cè)試用連續(xù)的旋轉(zhuǎn)來(lái)施加應(yīng)變或應(yīng)力以得到恒定的剪切速率,在剪切流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),測(cè)量由于流體形變產(chǎn)生的扭矩。瞬態(tài)測(cè)試是指通過(guò)施加瞬時(shí)改變的應(yīng)變(速率)或應(yīng)力,來(lái)測(cè)量流體的響應(yīng)隨時(shí)間的變化。
動(dòng)態(tài)測(cè)試主要指對(duì)流體施加振蕩的應(yīng)變或應(yīng)力,測(cè)量流體響應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變。動(dòng)態(tài)測(cè)試中,可以使用在被測(cè)試材料共振頻率下的自由振蕩,或者采用在固定頻率下的正弦振蕩。這兩種方式都可用來(lái)測(cè)量粘度和模量,不同的是在固定頻率下的正弦振蕩測(cè)試在得到材料性能頻率依賴性的同時(shí),還可得到其性能的應(yīng)變或應(yīng)力依賴性。這些工作模式對(duì)于旋轉(zhuǎn)流變儀,如同軸圓筒、錐板和平行板夾具都是一致的。
(一)穩(wěn)態(tài)模式
1、穩(wěn)態(tài)速率掃描
穩(wěn)態(tài)速率掃描通常是在應(yīng)變控制型流變儀上完成的。穩(wěn)態(tài)速率掃描施加不同的穩(wěn)態(tài)剪切形變,每個(gè)形變的幅度取決于設(shè)定的剪切速率。通常數(shù)據(jù)的采集可以是自動(dòng)模式(在每個(gè)速率下進(jìn)行一次測(cè)量)或手動(dòng)模式(根據(jù)用戶的指令進(jìn)行測(cè)量)。剪切速率可以是對(duì)數(shù)變化、線性變化或離散的。實(shí)驗(yàn)中所要確定的參數(shù)為:溫度,掃描模式(對(duì)數(shù)、線性或離散),測(cè)量延遲時(shí)間(從施加當(dāng)前的剪切速率到測(cè)量之間的時(shí)間間隔),數(shù)據(jù)采集模式(自動(dòng)、手動(dòng)),旋轉(zhuǎn)方向(對(duì)于正的掃描速率,旋轉(zhuǎn)方向確定第一個(gè)剪切速率下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向),每次測(cè)量的旋轉(zhuǎn)方向(可以有兩種,一種是數(shù)據(jù)采集時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都以設(shè)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn);另一種是數(shù)據(jù)采集分兩次完成,兩次分別是驅(qū)動(dòng)電機(jī)以設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)和以與設(shè)定相反的方向旋轉(zhuǎn),最終的數(shù)據(jù)是取二者的平均)。這些參數(shù)的設(shè)置在不同的流變儀中可能會(huì)有一些差異,但基本原理都相同。穩(wěn)態(tài)速率掃描可以得到材料的粘度和法向應(yīng)力差與剪切速率的關(guān)系。對(duì)于靈敏度很高的流變儀,可以測(cè)量到極低剪切速率下的響應(yīng),也就可以得到零剪切粘度。
2、觸變循環(huán)
觸變循環(huán)對(duì)材料施加線性增大或減小的穩(wěn)態(tài)剪切速率。實(shí)驗(yàn)中所要確定的參數(shù)有:溫度,最終剪切速率,達(dá)到最終剪切速率的時(shí)間,方向(對(duì)于正的最終剪切速率,方向確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向)。一般可以設(shè)置多個(gè)連續(xù)的區(qū)間,第一個(gè)區(qū)間的初始剪切速率為零,其它區(qū)間的初始剪切速率為上一個(gè)區(qū)間的最終剪切速率。觸變循環(huán)可以反映材料在不斷變化的剪切速率下的粘度變化,因此也就可以反映出材料結(jié)構(gòu)隨剪切速率變化的規(guī)律。