Úvod
Reologické vlastnosti materiálů pomáhají pochopit a předvídat jejich chování během procesu. Hrají například roli v mazací schopnosti, čerpatelnosti, bodu toku (výtěžnosti) mazacích tuků.
Podmínky měření
V následujícím textu je pomocí přístroje Kinexus pro+ stanovena smyková viskozita mazacího tuku za podmínek měření popsaných v normě DIN 51810-1. Tabulka 1 a obrázek 1 shrnují zkušební parametry uvedené v této normě.
Tabulka 1: Podmínky měření
| Geometrie | CP/25 (systém kužel-deska, úhel kužele: 1°, průměr desky: 25 mm) | |
|---|---|---|
| Teplota | 25 °C (±0,1 °C) | |
| Měřicí mezera | 24 μm | |
| Měřicí program | Fáze t1: 1 min v klidu, 0 Pa | |
Fáze t2: 1 min před střihem, 100 s-1 | ||
Fáze t3: 2 min v klidu, 0 Pa | ||
Fáze t4: Lineární nárůst smykové rychlosti z 0 na 1000 s-1 za 1 min | ||
Fáze t5: 5 min při konstantní smykové rychlosti (1000 s-1) | ||
Výsledky měření
Měří se krouticí moment potřebný pro každou aplikovanou smykovou rychlost, který se automaticky převede pomocí softwaru rSpace a určí smykové napětí. Smyková rychlost a smykové napětí se pak použijí při výpočtu smykové viskozity pomocí následující rovnice:
Na obrázku 2 je zobrazena aplikovaná smyková rychlost (oranžová křivka) a výsledná smyková viskozita (modrá křivka). Podle očekávání se smyková viskozita rovná nule, když není aplikováno žádné smykové napětí (fáze t1). Zvýšení smykové rychlosti na 100 s-1 vede k naměřenému zvýšení smykové viskozity na 7,5 Pa-s (fáze t2). Reakcí vzorku na následné zastavení jakékoli deformace je okamžitý návrat smykové viskozity na faktickou nulu (fáze t3). Lineární nárůst smykové rychlosti (fáze t4) podtrhuje strukturované a smykově řídké chování mazacího tuku: S rostoucí smykovou rychlostí se smyková viskozita obecně snižuje. Reakce materiálu na následující konstantní smykovou rychlost při 1000 s-1 (fáze t5) je nesmírně důležitá, protože ukazuje, zda smyková viskozita zůstává stabilní, když je vystavena vysoké konstantní smykové rychlosti; a pokud stabilní nezůstává, jak silně se mění při konzistentní a vysoké rychlosti deformace.
Norma DIN 51018-1 uvádí, jak tuto změnu smykové viskozity ηrel během posledního kroku kvantifikovat. Za tímto účelem se uvádí smyková viskozita po 2 s (ηA) a po 300 s (ηB) od začátku páté fáze a relativní změna viskozity mezi oběma hodnotami. Relativní změna viskozity je definována jako:
Výkonný software rSpace používaný pro měření a vyhodnocování je schopen tyto parametry automaticky vypočítat. Obrázek 3 ukazuje tabulku získanou ze softwaru rSpace s požadovanými hodnotami smykové viskozity při 2 s a 300 s a výslednou relativní změnou viskozity ηrel o 0,7 %. Tato nízká hodnota menší než 1 % naznačuje, že se vzorek velmi rychle přizpůsobuje aplikované smykové rychlosti.
Závěr
Mazací tuk byl měřen za podmínek popsaných v normě DIN 51810-1. Vyhodnocení bylo úspěšně provedeno automaticky díky analýze, kterou lze dokonce zahrnout do metody měření pro snadné a rychlé provedení měření s cílem stanovit výsledky nezávisle na uživateli.