Introduktion
Materialernes reologiske egenskaber hjælper med at forstå og forudse deres opførsel under behandlingen. De spiller f.eks. en rolle for smørefedtets smøreevne, pumpbarhed og flydepunkt (udbytte/drop).
Måling af forskydningsviskositet for en smørefedt i henhold til DIN 51810-1-standarden er beskrevet i vores AN 222 [1]. I det følgende bestemmes flyde- og flydepunkterne for dette materiale med Kinexus pro+ ved hjælp af de målebetingelser, der er fastsat i DIN51810-2.
Målebetingelser
Tabel 1 opsummerer de testparametre, der er specificeret i denne standard [2]. To forskellige metoder er beskrevet: Amplitudesweepet kan være tøjnings- eller spændingskontrolleret, hvilket svarer til henholdsvis metode A og B. I dette arbejde anvendes begge metoder.
Tabel 1: Målebetingelser
| Type af måling | Oscillation | |
| Geometri | PP25 (parallelt pladesystem, diameter: 25 mm) | |
| Temperatur | 25°C (±0,1°C) | |
| Trimning af mellemrum | 1.025 mm | |
| Måleafstand | 1 mm | |
| Frekvens | 1.59 Hz (svarer til en vinkelfrekvens ω = 10 rad/s) | |
| Metode A: Sweep af amplitudebelastning | 0.01 til 100 % | |
| Metode B: Amplitude StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress sweep | 0 til 1.000 Pa | |
Resultater af målinger
Figur 1 viser de elastiske og viskøse forskydningsmodulkurver G´ og G" sammen med fasevinkelkurven under amplitudestrækningssweepet. Ved lave deformationer er fedtet i det lineære viskoelastiske område (Lineær viskoelastisk region (LVER)I LVER er de påførte spændinger ikke tilstrækkelige til at forårsage strukturel nedbrydning (eftergivelse) af strukturen, og derfor måles vigtige mikrostrukturelle egenskaber.LVER), som det fremgår af forskydningsmodulkurvernes plateau. Her er værdierne for G´ og G" konstante, da forskydningsspændingen og forskydningsbelastningen er proportionale; de påførte belastninger fører ikke til en NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning af prøvens struktur. I dette område er den elastiske komponent højere end den viskøse, så de faststoflignende egenskaber dominerer over fedtets væskelignende egenskaber under de valgte målebetingelser. Denne adfærd kan også udledes af, at fasevinkelkurven er lavere end 45° (se beskrivelsen af fasevinklen i den grønne boks).
Fra en deformation på 0,1 % begynder den elastiske modulkurve (rød) at falde. Denne effekt er relateret til starten på nedbrydningen af prøvens tilknyttede (interne) struktur og indikerer afslutningen på Lineær viskoelastisk region (LVER)I LVER er de påførte spændinger ikke tilstrækkelige til at forårsage strukturel nedbrydning (eftergivelse) af strukturen, og derfor måles vigtige mikrostrukturelle egenskaber.LVER (Linear Viscoelastic Region). Grænsen for dette område er defineret som flydepunktet eller også linearitetsgrænsen, hvor forskydningsstammen (γY) og forskydningsspændingen (σY) kan bestemmes (se tabel 2).
En yderligere forøgelse af tøjningen fører til en krydsning af G´ og G". Dette punkt kan defineres som fedtets flydepunkt. Den relaterede forskydningsdeformation og forskydningsspænding kaldes henholdsvis γF og σF. Hvis materialet udsættes for belastninger, der er højere end flydepunktet, vil det begynde at flyde under de valgte målebetingelser, dvs. ved den anvendte frekvens.
Flydeindekset er defineret som σF/σγ. Denne værdi giver information om fedtets skørhed. I dette tilfælde er den meget højere end 1, hvilket viser, at fedtet har en vedvarende adfærd. Tabel 2 opsummerer alle værdier, der er bestemt med målingen på fedt.
Fasevinkel
Fasevinklen er et reelt mål for et materiales viskøse og elastiske egenskaber. Den spænder fra 0° for et fuldt elastisk materiale til 90° for et fuldt viskøst materiale.
Tabel 2: Evaluering af målingen
Flowpunkt = KrydsningspunktI reologiske tests som f.eks. en frekvenssweep eller en tids-/temperatursweep er cross over-punktet et praktisk referencepunkt til at angive et "overgangspunkt" for prøven.krydsningspunkt for kurven for G' og G" | Værdi for forskydningsspænding | σF | 597 Pa |
| Værdi for forskydningsstamme | γF | 17.8% | |
Flydepunkt = grænsen for Lineær viskoelastisk region (LVER)I LVER er de påførte spændinger ikke tilstrækkelige til at forårsage strukturel nedbrydning (eftergivelse) af strukturen, og derfor måles vigtige mikrostrukturelle egenskaber.LVER-området | Værdi for forskydningsspænding | σγ | 27.3 Pa |
| Værdi for forskydningsstamme | γγ | 0.06% | |
Overgangsindeks for flydeudbytte | σF/σγ | 22 | |
Elastisk forskydningsmodul | G' | 4.37-104 Pa | |
Viskøst forskydningsmodul | G" | 6.73-103 Pa | |
Fasevinkel | δ | 8.76 |
Som vist i figur 2 er rSpace-softwaren i stand til at foretage en automatisk evaluering af de krævede værdier, så snart målingen er afsluttet.
Figur 3 viser kurverne fra amplitude-StressStress defineres som et kraftniveau, der påføres en prøve med et veldefineret tværsnit. (Spænding = kraft/areal). Prøver med et cirkulært eller rektangulært tværsnit kan komprimeres eller strækkes. Elastiske materialer som gummi kan strækkes op til 5 til 10 gange deres oprindelige længde.stress-sweep-målingen (metode B beskrevet i DIN 51810-2).
Den StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning, der fremkaldes af den påførte forskydningsspænding, kan også vises på x-aksen for bedre at kunne sammenligne kurverne (figur 4). Det viser målingernes gode repeterbarhed.
Konklusion
Test i henhold til anden del af DIN51810 blev udført på en smørefedt. Den efterfølgende evaluering til bestemmelse af flydepunktet blev automatisk udført af rSpace-softwaren.