旋转流变仪

旋转流变仪根据其等级大致可以划分为两种，一种是以机械轴承马达为核心测量结构的低等级旋转流变仪，基本要求是可以进行连续的转速控制，一般只具有稳态测量功能，可以测量黏度η、流动曲线、屈服应力、触变性等流变学特性，但测量范围比较小。

另一种是以空气轴承马达为核心测量结构的高等级旋转流变仪，基本要求是可以进行连续的转速控制、可以产生正弦波应变或应力，具有稳态测量、动态测量、瞬态测量功能，可以测量黏度、流动曲线、屈服应力、触变性、复数模量G*、储能模量G'、损耗模量G"、Tanδ、应力松弛、蠕变等流变学特性，测量范围比较宽。

流变仪常用测量夹具(3)1）旋转流变仪测量系统与样品接触，并施加载荷，并在稳态或动态模式下测量扭矩，用夹具系数将物理量（扭矩、转速）转化为流变学的参数（剪切速率、剪切应力、储能模量、损耗模量、Tanδ），常用测量系统有：

a. 平行板

b. 同心圆筒

c. 锥/平板

d.固体扭摆夹具

e.熔体拉伸夹具

2）旋转流变仪的控温系统

流变仪控温系统(4)旋转流变仪具有多种控温系统可选，等级越高的流变仪可选的控温系统越多，温度范围越宽；低等级旋转流变仪一般使用液体循环器作为控温设备，高等级旋转流变仪一般可选半导体控温^[1]、电加热控温、对流辐射炉控温等，一般适用范围大致如下：

半导体控温（Peltier）：一般在200℃以下，是使用最广泛、最方便的控温方式；

电加热控温：一般在400℃以下，应用于聚合物熔体等材料的测试；

对流辐射控温炉：一般可达到600℃，低温可达-150℃左右，特殊的可达1000℃，主要应用于高温熔体、固体、玻璃熔体、低温合金熔体等材料；

3)流变仪测量的边界条件有以下几个方面

1.流动必须是层流

2.测试过程必须是稳态流动

3.样品与转子之间没有滑移

4. 样品是均匀的

在选择和使用旋转流变仪时，要考虑的重要技术参数包括马达类型、扭矩范围、应力应变控制能力、转速范围、频率范围、温度范围、使用方便性等。

旋转下最小扭矩： 1nN.m

振荡下最小扭矩：0.5nN.m

最大扭矩： 200mN.m

扭矩分辨率： 0.1nN.m

角位移分辨率： 10nrad

旋转下最小转速： 0.0000001rpm/min

旋转下最大转速： 3000rpm/min

最小角频率： 0.0000001rad/s

最大角频率： 628rad/s

法向力范围： 0.005----50N

温度范围：帕尔贴加热 -40-----200℃

电加热：室温 - 400℃

高低温炉 -150—600℃（有些流变仪可以提供1000℃，甚至1800℃的控温系统）

旋转流变仪由主机、测量系统、控温系统、计算机和其他辅助设备（如空气压缩机、水浴等）组成。

1. 根据应用条件和预算情况选择主机，主要参考主机的扭矩范围、马达类型、功能参数等；
2. 根据样品的测试条件选择控温系统，主要考虑温度范围、样品的形态、气氛保护等；
3. 根据样品在测试时的黏度范围和形态选择测量系统：

a)对较粘稠的流体、膏体、霜剂、溶液等样品，选择平行板或锥板：常见平行板和锥半直径范围在8mm到60mm之间，常用直径为25mm、50mm等，一般各配置2个左右，样品黏度越小使用的平行板直径越大；锥板的锥度一般在0.5°到4°之间，常用的是1°锥板，需要的剪切速率越大黏度越小，则锥度越小。

b）同心圆筒：适用于测量低粘度流体，以及易挥发的样品，或者含有固体颗粒的样品；圆筒直径10mm到40mm，样品黏度越小使用的圆筒直径越大。

c）其他测量系统：固体扭摆、拉伸夹具、搅拌桨转子等。

1. 空气轴承流变仪使用时，必须确保压缩空气起源工作正常，保持提供符合压力和洁净度要求的压缩空气；
2. 使用环境温度在15℃-35℃，无阳光直射；
3. 实验台稳固，不能有明显的震动，无强磁场强电场干扰；
4. 测试以前按规定的步骤标定和校准流变仪；