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錐板、平板和同軸圓筒？選擇的煩惱！

由于現(xiàn)在流變儀用戶通常會擁有多個測試夾具，可以從流變專業(yè)角度表征大部分材料。但是，選擇正確的測夾具應(yīng)該遵循什么標(biāo)準(zhǔn)呢？

選擇合適的測試系統(tǒng)，需要考慮下列問題：

• 樣品稠度如何？位于流變之路的哪一段？

• 有無顆粒，粒徑大小？

• 樣品量有多少？

• 容不容易清洗？

• 樣品發(fā)生沉降或溶劑是否揮發(fā)？

• 不同測試系統(tǒng)的優(yōu)缺點？

樣品稠度？

表1 給出了從低粘度液體到固體不同材料的總覽和大致分類。每一列給出通用測試類型和推薦測試夾具。

樣品粘度越低，測試轉(zhuǎn)子的表面積應(yīng)該要越大。

低粘度樣品通常使用同軸圓筒測試系統(tǒng)測試。在高剪切速率下，離心力導(dǎo)致測試間隙中產(chǎn)生湍流（Taylor 旋渦），使得表觀粘度增加。因此，不應(yīng)該超過臨界剪切速率。

我們的推薦：越是粘性的材料，更應(yīng)該采用類似錐板或平板測試夾具。

有無顆粒，粒徑大??？

測試系統(tǒng)的選擇也依賴于樣品中顆粒的大粒徑。測試間隙應(yīng)該足夠大，保證顆粒之間無互相干擾。因此，測試間隙應(yīng)該至少大于大粒徑的5 倍（10 倍更好）。

這對錐板夾具更為關(guān)鍵，為防止錐和底板發(fā)生摩擦，在錐頂端打磨掉一定的高度，成為平臺。圖2 顯示通用錐板的間隙值。

如果樣品中含有顆粒，會在頂端發(fā)生聚集，產(chǎn)生不真實的結(jié)果。

如果樣品中包含大顆粒，應(yīng)該使用平行板夾具。測量間隙可以根據(jù)需要設(shè)定(推薦: 0.25 mm ~ 2 mm)。

有多少樣品可用于測試？

有時由于只有少量樣品而限制了測試夾具的選擇，因而無法選擇同軸圓筒測試系統(tǒng)。

這種情況下，推薦使用錐板或平行板夾具，比如，只有0.09ml樣品，可采用CP40-0.3(直徑: 40 mm, 角度: 0.3°)。

清洗是否困難？

如果測試結(jié)束后測試系統(tǒng)難以清洗，可更換為平行板或錐板，同軸圓筒測試系統(tǒng)清洗相對困難。

所有類型的測試系統(tǒng)都有一次性配件，可拋棄或者單獨清洗，一次性配件是固化過程測量所需要的。

樣品是否會沉淀或揮發(fā)？

樣品含有溶劑，若使用平行板，錐板或雙間隙系統(tǒng)，樣品可能在邊緣變干，導(dǎo)致測試的粘度偏高。

因此可能的話，請使用同軸圓筒系統(tǒng)，即使樣品表面變干，也不影響測試結(jié)果。

當(dāng)使用錐板和平行板測試系統(tǒng)時，有以下幾種方法防止樣品揮發(fā)變干：

• 使用低粘度硅油涂在樣品周圍或表面

• 使用防揮發(fā)罩，形成溶劑的飽和蒸氣壓

• 如果使用帕爾貼上控溫罩，可以使用的防揮發(fā)模塊，達到大程度的密封和減少樣品裸露面積。

如果樣品發(fā)生沉降，由于只測試了液相，樣品粘度可能偏低，對此類樣品推薦使用同軸圓筒系統(tǒng)。

不同測試系統(tǒng)的優(yōu)缺點？

特殊情況解決方案

如果樣品滑移，應(yīng)該使用磨砂或刻痕夾具，對挑戰(zhàn)性樣品需要特殊材質(zhì)的夾具。如果樣品中顆粒粒徑大于1mm，推薦使用球型系統(tǒng)或槳式轉(zhuǎn)子。

如果使用特殊系統(tǒng)，每次都采用相同的方法是很重要的，以獲得可以比較的結(jié)果。