소개
재료의 유변학적 특성은 가공 과정에서 재료의 거동을 이해하고 예측하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 윤활 그리스의 윤활 능력, 펌프성 및 흐름(항복점/낙하점)에 중요한 역할을 합니다.
DIN 51810-1 표준에 따른 윤활 그리스의 전단 점도 측정은 당사의 AN 222 [1]에 설명되어 있습니다. 다음에서는 DIN51810-2에 규정된 측정 조건을 사용하여 Kinexus pro+로 이 물질의 항복점 및 유동점을 측정합니다.
측정 조건
표 1에는 이 표준에 명시된 테스트 매개변수가 요약되어 있습니다[2]. 두 가지 방법이 설명되어 있습니다: 진폭 스윕은 스트레인 또는 응력 제어가 가능하며, 각각 방법 A와 B에 해당합니다. 이 작업에서는 두 가지 방법을 모두 사용합니다.
표 1: 측정 조건
측정 유형 | 진동 | |
지오메트리 | PP25(평행 플레이트 시스템, 직경: 25mm) | |
온도 | 25°C(±0.1°C) | |
트리밍 간격 | 1.025 mm | |
측정 간격 | 1 mm | |
주파수 | 1.59Hz(각도 주파수 ω = 10 rad/s에 해당) | |
방법 A: 진폭 스트레인 스윕 | 0.01 ~ 100% | |
방법 B: 진폭 스트레스 스윕 | 0 ~ 1,000 Pa |
측정 결과
그림 1은 진폭 변형률 스윕 중 탄성 및 점성 전단 계수 G´ 및 G" 곡선과 위상각 곡선을 보여줍니다. 낮은 변형에서 그리스는 전단 계수 곡선의 고원에서 가져온 선형 점탄성 범위(선형 점탄성 영역(LVER)LVER에서는 적용된 응력이 구조물의 구조적 파괴(항복)를 일으키기에 충분하지 않으므로 중요한 미세 구조적 특성을 측정하고 있습니다.LVER)에 있습니다. 여기서 전단 응력과 전단 변형률이 비례하기 때문에 G´ 및 G" 값은 일정하며, 적용된 변형률이 샘플 구조의 파괴로 이어지지 않습니다. 이 범위에서는 탄성 성분이 점성보다 높기 때문에 선택한 측정 조건에서 고체와 같은 특성이 액체와 같은 그리스 특성보다 우세합니다. 이 동작은 위상각 곡선이 45°보다 낮다는 점에서도 알 수 있습니다(녹색 상자의 위상각에 대한 설명 참조).
0.1%의 변형부터 탄성 계수 곡선(빨간색)이 감소하기 시작합니다. 이 효과는 샘플의 관련(내부) 구조의 붕괴 시작과 관련이 있으며 선형 점탄성 영역(LVER)LVER에서는 적용된 응력이 구조물의 구조적 파괴(항복)를 일으키기에 충분하지 않으므로 중요한 미세 구조적 특성을 측정하고 있습니다.LVER(선형 점탄성 영역)의 끝을 나타냅니다. 이 범위의 한계는 항복점 또는 전단 변형률(γY)과 전단 응력(σY)을 결정할 수 있는 선형성 한계로 정의됩니다(표 2 참조).
변형률이 더 증가하면 G´와 G"가 교차하게 됩니다. 이 지점을 그리스의 유동점으로 정의할 수 있습니다. 관련 전단 변형률과 전단 응력을 각각 γF와 σF라고 합니다. 유동점보다 높은 변형이 재료에 가해지면 선택한 측정 조건, 즉 사용된 주파수에 대해 흐르기 시작합니다.
항복-흐름 지수는 σF/σγ로 정의됩니다. 이 값은 그리스의 취성에 대한 정보를 제공합니다. 이 경우 1보다 훨씬 높으면 그리스가 오래 지속되는 특성을 가지고 있음을 나타냅니다. 표 2에는 그리스에 대한 측정으로 결정된 모든 값이 요약되어 있습니다.
위상 각도
위상 각은 재료의 점성 및 탄성 특성을 실제로 측정한 값입니다. 완전 탄성 재료의 경우 0°에서 완전 점성 재료의 경우 90°까지 다양합니다.

표 2: 측정 평가
흐름점 = G' 및 G" 곡선의 교차점 | 전단 응력 값 | σF | 597 Pa |
전단 변형률 값 | γF | 17.8% | |
항복점 = 선형 점탄성 영역(LVER)LVER에서는 적용된 응력이 구조물의 구조적 파괴(항복)를 일으키기에 충분하지 않으므로 중요한 미세 구조적 특성을 측정하고 있습니다.LVER 범위의 한계 | 전단 응력 값 | σγ | 27.3 Pa |
전단 변형률 값 | γγ | 0.06% | |
항복-흐름 전이 지수 | σF/σγ | 22 | |
선형 점탄성 영역(LVER)LVER에서는 적용된 응력이 구조물의 구조적 파괴(항복)를 일으키기에 충분하지 않으므로 중요한 미세 구조적 특성을 측정하고 있습니다.LVER | 탄성 전단 계수 | G' | 4.37-104 Pa |
점성 전단 계수 | G" | 6.73-103 Pa | |
위상 각도 | δ | 8.76 |
그림 2에 표시된 것처럼 rSpace 소프트웨어는 측정이 완료되는 즉시 필요한 값의 자동 평가를 제공할 수 있습니다.
그림 3은 진폭 응력 스윕 측정(DIN 51810-2에 설명된 방법 B)의 결과 곡선을 표시합니다.
적용된 전단 응력에 의해 유도되는 변형률도 곡선을 더 잘 비교할 수 있도록 x축에 표시할 수 있습니다(그림 4). 이는 측정의 우수한 반복성을 보여줍니다.



결론
DIN51810의 두 번째 부분에 따른 테스트는 윤활 그리스에 대해 수행되었습니다. 수율 및 유동점 결정을 위한 후속 평가는 rSpace 소프트웨어에 의해 자동으로 수행되었습니다.