Giriş
Malzemelerin reolojik özellikleri, işlenmeleri sırasındaki davranışlarını anlamaya ve öngörmeye yardımcı olur. Örneğin, yağlama greslerinin yağlama kabiliyeti, pompalanabilirliği ve akış (akma/düşme) noktasında rol oynarlar.
DIN 51810-1 standardına göre bir yağlama gresinin kesme viskozitesi ölçümü AN 222'de açıklanmıştır [1]. Aşağıda, bu malzemenin akma ve akış noktaları, DIN51810-2'de belirtilen ölçüm koşulları kullanılarak Kinexus pro+ ile belirlenmiştir.
Ölçüm Koşulları
Tablo 1, bu standartta belirtilen test parametrelerini özetlemektedir [2]. İki farklı yöntem tanımlanmıştır: Genlik taraması, sırasıyla A ve B yöntemlerine karşılık gelen gerinim veya StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.stres kontrollü olabilir. Bu çalışmada her iki yöntem de kullanılmıştır.
Tablo 1: Ölçüm koşulları
| Ölçüm tipi | Salınım | |
| Geometri | PP25 (Paralel plaka sistemi, çap: 25 mm) | |
| Sıcaklık | 25°C (±0,1°C) | |
| Kırpma boşluğu | 1.025 mm | |
| Ölçüm boşluğu | 1 mm | |
| Frekans | 1.59 Hz (ω = 10 rad/s açısal frekansa karşılık gelir) | |
| Yöntem A: Genlik gerinim taraması | 0.01 ila %100 | |
| Yöntem B: Genlik gerilimi taraması | 0 ila 1.000 Pa | |
Ölçüm Sonuçları
Şekil 1, elastik ve viskoz kayma modülü G´ ve G" eğrilerini ve genlik gerinim taraması sırasında faz açısı eğrisini göstermektedir. Düşük deformasyonlarda, kayma modülü eğrilerinin platosundan alındığı gibi, gres doğrusal viskoelastik aralıktadır (Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER). Burada, G´ ve G" değerleri sabittir, çünkü kayma gerilimi ve kayma gerinimi orantılıdır; uygulanan gerinimler numunenin yapısında bir bozulmaya yol açmaz. Bu aralıkta, elastik bileşen viskoz bileşenden daha yüksektir, böylece katı benzeri özellikler selected ölçüm koşulları için gresin sıvı benzeri özelliklerine baskın gelir. Bu davranış, faz açısı eğrisinin 45°'den düşük olmasından da anlaşılabilir (yeşil kutudaki faz açısı açıklamasına bakınız).
0,1'lik bir deformasyondan itibaren Elastik modülKarmaşık modül (elastik bileşen), depolama modülü veya G', numunelerin genel karmaşık modülünün "gerçek" kısmıdır. Bu elastik bileşen, ölçüm yapılan numunenin katı benzeri veya faz içi tepkisini gösterir. elastik modül eğrisi (kırmızı) azalmaya başlar. Bu etki, numunenin ilişkili (iç) yapısının bozulmaya başlamasıyla ilgilidir ve Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER'in (Doğrusal Viskoelastik Bölge) sonunu gösterir. Bu aralığın sınırı, akma noktası veya aynı zamanda kayma gerilmesinin (γY) ve kayma gerilmesinin (σY) belirlenebildiği doğrusallık sınırı olarak tanımlanır (bkz. Tablo 2).
Gerilmede daha fazla artış G´ ve G" arasında bir kesişmeye yol açar. Bu nokta gresin akış noktası olarak tanımlanabilir. İlgili kayma gerinimi ve kayma gerilmesi sırasıyla γF ve σF olarak adlandırılır. Malzemeye akış noktasından daha yüksek gerinimler uygulanırsa, selected ölçüm koşulları için, yani kullanılan frekans için akmaya başlayacaktır.
Akma-akış indeksi σF/σγ olarak tanımlanır. Bu değer gresin kırılganlığı hakkında bilgi verir. Bu durumda, 1'den çok daha yüksektir ve gresin dayanıklı bir davranışa sahip olduğunu gösterir. Tablo 2, gres üzerinde yapılan ölçümle belirlenen tüm değerleri özetlemektedir.
Faz Açısı
Faz açısı, bir malzemenin viskoz ve elastik özelliklerinin gerçekçi bir ölçüsüdür. Tamamen elastik bir malzeme için 0° ile tamamen viskoz bir malzeme için 90° arasında değişir.
Tablo 2: Ölçümün değerlendirilmesi
Akış noktası = G' ve G" eğrilerinin kesişme noktası | Kayma gerilimi değeri | σF | 597 Pa |
| Kayma gerinim değeri | γF | 17.8% | |
Verim noktası = Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir.LVER aralığının sınırı | Kayma gerilimi değeri | σγ | 27.3 Pa |
| Kayma gerinim değeri | γγ | 0.06% | |
Verim-akış geçiş endeksi | σF/σγ | 22 | |
Elastik kayma modülü | G' | 4.37-104 Pa | |
Viskoz kayma modülü | G" | 6.73-103 Pa | |
Faz açısı | δ | 8.76 |
Şekil 2'de gösterildiği gibi, rSpace yazılımı ölçüm biter bitmez gerekli değerlerin otomatik olarak değerlendirilmesini sağlayabilmektedir.
Şekil 3, genlik gerilimi tarama ölçümünden elde edilen eğrileri göstermektedir (DIN 51810-2'de açıklanan yöntem B).
Eğrilerin daha iyi karşılaştırılabilmesi için uygulanan kayma geriliminin neden olduğu gerinim de x ekseninde görüntülenebilir (Şekil 4). Ölçümlerin tekrarlanabilirliğinin iyi olduğunu göstermektedir.
Sonuç
DIN51810'un ikinci bölümüne göre testler bir yağlama gresi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Verim ve akış noktasının belirlenmesine yönelik müteakip değerlendirme, rSpace yazılımı tarafından otomatik olarak gerçekleştirilmiştir.