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直剪流變儀進行應力控制流變實驗的步驟

閱讀:594      發布時間:2025-3-24
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  使用直剪流變儀進行應力控制流變實驗通常涉及以下步驟:
  一、實驗準備
  1.儀器檢查與校準
  檢查直剪流變儀的各個部件是否完好,包括剪切盒、傳感器、加載裝置等。確保儀器的連接正常,電氣系統沒故障。
  對儀器進行校準,這是確保實驗數據準確的關鍵。校準內容包括載荷傳感器的校準、位移傳感器的校準等。通過施加已知的標準載荷和測量相應的傳感器輸出,建立準確的校準曲線,以便在實驗中將測量信號轉換為實際的物理量。
  2.樣品制備
  根據實驗要求準備合適的樣品。對于土壤樣品,需要采集具有代表性的原狀土樣或經過重塑的土樣。如果樣品中含有較大的顆粒或雜質,可能需要進行篩選或預處理,以確保樣品的均勻性和適用性。
  對于其他材料(如食品、聚合物等),需要按照相應的標準或實驗要求制備成合適的形狀和尺寸,以適應剪切盒的尺寸和實驗條件。例如,將食品樣品制成一定直徑和高度的圓柱體,將聚合物材料切割成合適的尺寸并放置于剪切盒中。
  3.裝樣
  將準備好的樣品小心地放置于剪切盒的中心位置。對于土壤樣品,要注意保持其初始的結構和含水量。在裝樣過程中,避免對樣品造成過度的擾動,以免影響其原始的物理狀態。
  確保樣品表面平整,與剪切盒的上下邊界緊密接觸,以保證在實驗過程中剪切力能夠均勻地作用在樣品上。
  二、直剪流變儀的實驗過程
  1.預加載與調零
  在正式實驗開始前,對樣品進行預加載,使樣品與剪切盒、傳感器等部件充分接觸,消除可能存在的間隙或松動。預加載的應力值一般較小,且要保持一段時間,以確保樣品達到穩定的初始狀態。
  進行調零操作,將傳感器的初始讀數歸零。這一步可以消除儀器本身的初始偏差,確保實驗數據的的準確性。
  2.施加應力并記錄數據
  按照設定的加載速率和應力范圍,啟動直剪流變儀開始施加應力。儀器會在實驗過程中實時測量樣品的應變,并通過傳感器將應力和應變數據傳輸到計算機。
  在實驗過程中,密切觀察樣品的變化情況。對于土壤樣品,可能會觀察到剪切面的形成和發展;對于食品樣品,可能會出現流動、變形或破裂等現象;對于聚合物樣品,可能會看到熔體的流動或彈性變形等。同時,注意記錄任何異常情況,如儀器故障、樣品滑移等。
  3.達到設定應力后保持或卸載
  當應力達到設定的最大值后,根據實驗要求選擇保持應力一段時間或直接卸載。如果需要研究樣品在長期應力作用下的性能變化,如蠕變行為,則保持應力不變;如果只是獲取樣品的應力 - 應變曲線,一般在達到最大應力后即可開始卸載。
  卸載過程要緩慢且穩定,避免對樣品造成額外的沖擊。在卸載過程中,同樣要記錄應力和應變數據,直到恢復到初始狀態。
 

 

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