Εισαγωγή
Οι ρεολογικές ιδιότητες των υλικών βοηθούν στην κατανόηση και την πρόβλεψη της συμπεριφοράς τους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Για παράδειγμα, παίζουν ρόλο στην ικανότητα λίπανσης, στην αντλησιμότητα, στο σημείο ροής (yield point) των λιπαντικών γράσων.
Συνθήκες μέτρησης
Στη συνέχεια, το ιξώδες διάτμησης ενός λιπαντικού γράσου προσδιορίζεται με το Kinexus pro+ υπό τις συνθήκες μέτρησης που περιγράφονται στο πρότυπο DIN 51810-1. Ο πίνακας 1 και το σχήμα 1 συνοψίζουν τις παραμέτρους δοκιμής που καθορίζονται στο εν λόγω πρότυπο.
Πίνακας 1: Συνθήκες μέτρησης
| Γεωμετρία | CP/25 (σύστημα κώνου-πλάκας, γωνία κώνου: 1°, διάμετρος πλάκας: 25 mm) | |
|---|---|---|
| Θερμοκρασία | 25°C (±0,1°C) | |
| Διάκενο μέτρησης | 24 μm | |
| Πρόγραμμα μέτρησης | Φάση t1: 1 λεπτό σε ηρεμία, 0 Pa | |
Φάση t2: 1 λεπτό προ-διάτμησης, 100 s-1 | ||
Φάση t3: 2 λεπτά σε ηρεμία, 0 Pa | ||
Φάση t4: Γραμμική αύξηση του ρυθμού διάτμησης από 0 έως 1000 s-1 σε 1 λεπτό | ||
Φάση t5: 5 λεπτά σε σταθερό ρυθμό διάτμησης (1000 s-1) | ||
Αποτελέσματα μέτρησης
Μετράται η ροπή που απαιτείται για κάθε εφαρμοζόμενο ρυθμό διάτμησης, η οποία μετατρέπεται αυτόματα από το λογισμικό rSpace για τον προσδιορισμό της διατμητικής τάσης. Ο ρυθμός διάτμησης και η διατμητική τάση χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τον υπολογισμό του ιξώδους διάτμησης χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
Το Σχήμα 2 παρουσιάζει τον εφαρμοζόμενο ρυθμό διάτμησης (πορτοκαλί καμπύλη) και το προκύπτον ιξώδες διάτμησης (μπλε καμπύλη). Όπως αναμενόταν, το διατμητικό ιξώδες μηδενίζεται όταν δεν εφαρμόζεται διατμητική τάση (φάση t1). Η αύξηση του ρυθμού διάτμησης σε 100 s-1 οδηγεί σε μετρούμενη αύξηση του διατμητικού ιξώδους σε 7,5 Pa-s (φάση t2). Η απόκριση του δείγματος μετά την παύση οποιασδήποτε παραμόρφωσης είναι η άμεση επαναφορά του διατμητικού ιξώδους στο ουσιαστικό μηδέν (φάση t3). Η γραμμική αύξηση του ρυθμού διάτμησης (φάση t4) αναδεικνύει τη δομημένη και λεπτότερη σε διάτμηση συμπεριφορά του λιπαντικού γράσου: Το ιξώδες διάτμησης γενικά μειώνεται με την αύξηση του ρυθμού διάτμησης. Η αντίδραση του υλικού στον επόμενο σταθερό ρυθμό διάτμησης στα 1000 s-1 (φάση t5) είναι εξαιρετικά σημαντική, διότι δείχνει εάν το ιξώδες διάτμησης παραμένει σταθερό όταν υποβάλλεται σε υψηλό σταθερό ρυθμό διάτμησης και, εάν δεν παραμένει σταθερό, πόσο έντονα μεταβάλλεται υπό σταθερό και υψηλό ρυθμό παραμόρφωσης.
Το πρότυπο DIN 51018-1 υποδεικνύει τον τρόπο ποσοτικοποίησης αυτής της μεταβολής του ιξώδους διάτμησης ηrel κατά τη διάρκεια του τελευταίου βήματος. Για το σκοπό αυτό, αναφέρεται το διατμητικό ιξώδες στα 2 s (ηΑ) και στα 300 s (ηΒ) μετά την έναρξη της πέμπτης φάσης, καθώς και η σχετική μεταβολή του ιξώδους μεταξύ των δύο τιμών. Η σχετική μεταβολή του ιξώδους ορίζεται ως εξής:
Το ισχυρό λογισμικό rSpace που χρησιμοποιείται για τις μετρήσεις και την αξιολόγηση είναι σε θέση να υπολογίζει αυτόματα αυτές τις παραμέτρους. Στο Σχήμα 3 παρουσιάζεται ο πίνακας που εξάγεται από το λογισμικό rSpace με τις απαιτούμενες τιμές του διατμητικού ιξώδους στα 2 s και 300 s και την προκύπτουσα σχετική μεταβολή του ιξώδους ηrel 0,7%. Αυτή η χαμηλή τιμή κάτω του 1% υποδηλώνει ότι το δείγμα προσαρμόζεται πολύ γρήγορα στον εφαρμοζόμενο ρυθμό διάτμησης.
Συμπέρασμα
Ένα λιπαντικό γράσο μετρήθηκε υπό τις συνθήκες που περιγράφονται στο DIN 51810-1. Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε με επιτυχία αυτόματα χάρη σε μια ανάλυση που μπορεί να συμπεριληφθεί ακόμη και στη μέθοδο μέτρησης για την εύκολη και γρήγορη εκτέλεση των μετρήσεων με στόχο τον ανεξάρτητο από τον χρήστη προσδιορισμό των αποτελεσμάτων.