陈经理 18117403825
一、旋转流变仪使用的测试夹具分类：
1.按种类分类：同轴圆筒、双间隙、平行板、锥平板、ME、桨式
2.按表面分类：标准（光滑表面）、喷砂、刻槽、花纹
3.按材质分类：不锈钢（标准）、钛合金、哈氏合金、玻璃、PC、石英
二、常用标准测试夹具
常用测试夹具包括同轴圆筒、锥-板、平行平板、双间隙，这些夹具的设计符合 ISO3219、DIN53019、DIN54453 标准。
1.同轴圆筒夹具
圆筒式测试系统主要适合中低粘度样品的测试，对于低于 10mPas 的溶液，比如牛奶、饮料、高分子稀溶液等，建议使用双间隙系统。
测量原理：
CMT 流变仪：转子以一定的速度旋转，外圆筒静止，为 Searle 原理。转动着的转子拖动环形空间内的液体产生层流流动，剪切面为同心圆柱面，剪切线为剪切面上垂直轴线的圆，液体微元的迹线与剪切线重合。
SMT 流变仪：转子静止，外圆筒旋转，为 Couette 原理。
圆筒如右图所示，进行同轴测试需要满足条件：
1） L/(Ra-R1)>>1,同时 Ra/R1<1.2，标准：ISO3219
2）保持稳态层流
3）液体内部温度恒定
4）样品为均质流体
5）不产生壁滑移
计算公式：t=M/2πR12（Ra-R1）
y=R1n/（Ra-R1）
与常用旋转粘度计不同，上述限定条件是由于计算上的需要，如不满足上述条件，测试不同类型的流体时则会产生实际粘度偏差。比如使用烧杯测量牛顿流体是准确的，测量非牛顿流体则会出现偏差，这是因为在相同转速下，两种情况下的剪切速率是不同的。
2.双间隙测量系统
对于超低粘度液体，可采用双间隙系统，如右图所示，剪切面积大，做高剪切测试不易产生湍流，符合标准：DIN54453。粘度小于
10mPas 的样品，建议使用双间隙测量系统。
3. 锥-板测量夹具
锥-板夹具是以测量非牛顿流体流变性为目的而设计的一种测量系统。如图：圆锥轴与平板垂直安装，锥板之间的夹角很小。
满足条件：
1） α 足够小， sin tan a» a» a
2） 无壁滑移
3） 不产生次级流动
4） 无边缘效应
5） 颗粒直径小于间隙的十分之一
计算公式： t= 3M /2π R3 y = Ω / α
4.平行平板夹具
在这种夹具中，流体在两个半径为 R 的平行圆板间被剪切。两板绕其共同轴旋转，通常一个板固定，另一个板旋转。
计算公式：对于非牛顿流体： t= M /2πR3（3+d In M/d In y） y=RΩ/H
对于牛顿流体：dlnM /dln y=1， t = 2M / πR3
三、测试夹具的选择
实际测试中，需要就具体应用各个方面进行考虑，选择正确的夹具才能得到好的结果，需要考虑的因素有：
1）粘度范围
2）剪切速率范围
3）剪切速率变化方式
4）温度范围
5）样品是否会产生壁滑移：如有可以选择喷砂或刻痕夹具
6）样品中是否含有固体颗粒，颗粒尺寸范围
7）加样方式：锥板、平板对加样量比较敏感，圆筒敏感度较低
9）清理难度和清理方法：锥板、平板更容易清理
10）样品量：锥平板样品用量小，圆筒用量大
11）样品是否容易挥发：锥平板挥发影响大，圆筒挥发影响小
转子的测量范围既与转子的大小、形状有关，也与流变仪主机的扭矩范围有关，同时还与需要达到的剪切速率、应变等条件有关，所以每个转子的测量范围由这几个方面决定，都必须考虑。
