流變的案例
高分子材料流變學簡介-流變參數
對于不同流場中的常用流變參數進行歸納，可以把它們分成四類：粘性參數、彈性參數、強度參數、界面參數。常用的實驗測定方法包括熔融指數測定儀(MFR)、壓力型毛細管流變儀、同軸圓筒流變儀、錐板流變儀、平行板流變儀、轉矩流變儀、拉伸流變儀、烏氏粘度計等。
粘性參數
常用的粘性參數包括剪切粘度η、拉伸粘度ηe、復數粘度η*。剪切粘度η是最普遍地用來表示聚合物流變性能的一個參數。通常所說的粘度就是指剪切粘度。對于粘度較低的聚合物溶液與熔體可用同軸圓筒流變儀或烏氏粘度計測定。例如，人們常用同軸圓筒流變儀測定涂料的粘度；利用烏氏粘度計測定聚合物的粘均分子量。在聚合物加工成型時，工作對象主要是聚合物熔體，一般來說粘度比較大。一方面，不同的加工成型方法的剪切速率范圍不一樣；另一方面，不同類型的流變儀的剪切速率的量程也不同。因此，存在著一個相互匹配的問題。
熔融指數測定儀的剪切速率較低，測得的流變性能只適用于指導模壓成型。但是熔融指數測定方法簡單，操作方便快捷，儀器價格較低，因此在工業界得到了普遍應用。樹脂生產廠家常用熔融指數MFI作為樹脂的性能指標，間接地表示樹脂分子量的大小與加工性能。塑料加工廠也常用MFI表示塑料的加工流動性能。
錐板流變儀或平行板流變儀常被用來測定聚合物熔體粘度。一般采用小振幅振動剪切動態模式直接測得復數粘度η*，再利用Cox-Merz定律轉換成剪切粘度η。由于需用Cox-Merz定律進行轉換，因此測定聚合物的對象有一定局限性。但當只需了解低剪切速率下的粘度時，可以采用錐板或平行板流變儀的穩定剪切模式，直接測定剪切粘度。此時，被測定的聚合物對象就不再受限制。錐板或平行板流變儀測定的優點是可同時得到有關彈性的數據；另一方面，動態模式測量的頻率掃描范圍較寬。如果要求更寬的剪切速率范圍的粘度數據，可以采用時-溫轉換方法得到。
展開 從牛頓流體到彈性固體：旋轉流變儀的高精度流變特性測定與工業應用
旋轉流變儀是當今較為通用的流變測定工具，可針對多種不同的流變測量方法進行配置，以探測懸浮體的構造和性能。從生成材料在數十種扭矩下的簡單黏性流動曲線（黏度與剪切力曲線圖）到測量屈服應力，再到用于模擬食物咀嚼過程的序列，旋轉流變儀可用于多種測試類型。
1. 旋轉流變儀的工作原理
旋轉流變儀在兩個測量板或其他相似的幾何形狀板（如錐板或杯和轉子系統）之間加載樣品。當在上平板施加一個扭矩時，就會在材料上產生一個旋轉剪切應力，并測得所形成的應變或應變速率（切變速率）。
旋轉流變儀
國高材分析測試中心配備高壓毛細管流變儀、旋轉流變儀、轉矩流變儀、PVT等設備，可精確測量熔體黏度、彈性模量、流動曲線等參數，指導材料配方設計、加工條件優化及新產品開發，助力高性能高分子材料的研發與應用。
旋轉流變儀與黏度計的工作原理相同，但前者的功能要強大得多。其中最為顯著的就是前者在施加剪切應力時精度更高、范圍更廣；前者擁有振蕩測試功能，以及在旋轉試驗過程中，對所施加的向力的控制度更高。
旋轉流變儀可用于測量從膏狀物、凝膠到構造弱的液體在內的多種樣品類型。即使在剪切應力極低的區域，仍能夠控制所施加的剪切力，因此這些儀器適合執行穩定性研究以及測量屈服應力。不過，旋轉流變儀針對數十種扭矩下的使用情形進行了優化，而未針對區分低黏度弱構造流體的黏度進行優化。
此外，當切變速率超過 1000s-1 時，旋轉流變儀會在高剪切區面臨機械約束。借助這些先進復雜的儀器，可以確保測試方法與產品的特定加工流程或使用環境密切匹配。內置的創新軟件非常有用，即使剛入門的流變學家也能夠生成并解讀數據。
展開 第十四屆全國流變學學術會議在湘潭成功舉行
經流變學專業委員會全體會議評議表決，第六屆中國流變學杰出貢獻獎空缺，北京航空航天大學張文玲博士、河海大學肖銳博士、華東理工大學林宇博士獲得第十屆中國流變學青年獎。鄭強、羅迎社和趙曉鵬為三位獲獎者頒發了榮譽證書和獎金。會議期間，流變學專業委員會在會議交流論文中還評選了青年優秀論文獎，獲獎者分別是合肥工業大學陳健、東南大學李科鋒、中國科學院長春應用化學研究所吳世龍、浙江大學張慶旭、大連理工大學佟昱、重慶大學李旺、中國石油大學（北京）陳朝輝、華東理工大學湯魯馨、中南大學張杰和浙江大學張璐，會議對十位獲獎者進行了表彰。
（第十屆中國流變學青年獎頒獎）
（第十四屆全國流變學學術會議青年優秀論文獎頒獎）
閉幕式上，鄭強作會議總結。他認為此次會議取得了空前的成功，并著重強調了以下三點：一是我國流變學事業的發展勢頭和前景很好，特別是越來越多的年輕人加入到流變學研究隊伍，一批有實力的青年學者已經在國際舞臺發揮影響；二是這次會議規模大，論文水平高，報告質量好，學術氛圍濃，特別是由于流變學專業委員會委員們的帶頭和示范，代表們都全程參與會議交流和討論，會風非常好；三是全體流變學同仁都應有一種大氣的胸懷，像錢人元、徐禧、袁龍蔚、吳大誠、江體乾、許元澤、周持興等老一輩一樣，潛心研究，為早日實現中國的流變學強國之夢而不懈努力。最后，鄭強宣布第十五屆全國流變學學術會議將于2020年由重慶大學承辦。
會議編印了《流變學進展》論文集，收錄論文131篇。會議還得到北京朗迪森科技有限公司、馬爾文帕納科（中國）公司、紡吉萊博科技（北京）有限公司和中國流變網的支持。
（第14屆全國流變學學術會議代表合影）
來源：中國力學學會
展開 高分子材料的流變特性簡介
高分子材料的流變特性簡介
■蘇州誠模精密 / 孫同杰經理&韓強檢測工程師
高分子材料的黏彈性
高分子熔體或溶液具有黏彈性，即在變形時會有黏性損耗，流動時也會產生彈性記憶效應。從概念上來說，這種黏彈性可以分為線性黏彈性和非線性黏彈性。其中，非線性黏彈性也是高分子材料流變學的主要研究內容。值得注意的一點是高分子熔體或溶液的彈性，與我們常規意義上所說的高分子的本體彈性有些不同。比如橡膠類材料交聯后，在常溫下具有高彈性，這種高彈性來自于高彈態下高分子的鏈段運動，并且因為交聯網絡的，形變可以完全恢復。而高分子熔體或溶液的彈性，或者處于黏流態下的高分
子的彈性，其發生總是伴隨不可逆的黏性流動，也因此稱之為黏彈性；其原理與高分子纏結形成的不完善的網絡結構有關，這種網絡也不同于交聯橡膠網絡。
所謂線性黏彈性，是指高分子在小變形下的流變行為。比如，用旋轉流變儀測試高分子的動態黏彈性（交變的 應力、應變），就是測試其在小振幅、小形變下的線性黏彈性。這里提到的動態黏彈性的測試，與穩態剪切流場中的流變測試有差異。動態黏彈性的測量通常采用的是轉子型流變儀，比如錐板式流變儀、同軸圓筒流變儀等，測試采用的是振蕩模式，即設定一個應變，以不同的振蕩頻率對材料進行動態頻率掃描，這里不同的振蕩頻率類似于穩態掃描時的剪切速率。此應變值的確定通常是通過固定掃描頻率后對材料進行應變掃描得到的，所取的應變值應處于線性黏彈區，即熔體結構未發生破壞的區域。動態黏彈性的測量可以同時得到黏性行為參數和彈性行為參數，包括儲能模量、損耗模量、復數黏度和動態黏度等；除此以外，運用時溫等效原理可以擴大測量的頻率范圍。
展開 
第14屆全國流變學學術會議通知
第14屆全國流變學學術會議將于2018年10月20-23日在湖南省湘潭市召開，熱忱歡迎廣大流變學教育工作者和研究人員參會，交流近年來流變學領域所取得的成果，商討未來中國流變學發展大計。
庭田科技參加第十六屆全國流變學學術會議 引領新材料多尺度研發風潮
作為中國流變學界學術領域的一項交流盛會，第十六屆全國流變學學術會議于福州圓滿落幕，庭田科技有限公司（以下簡稱“庭田科技”）以其出色的技術展現和深度洞見，贏得了眾多業界同仁的廣泛關注與高度評價。
本次會議于7月23日至25日在福建省福州市舉行，由中國化學會流變學專業委員會主辦，福建工程學院共同主辦。全國超過300位來自流變學領域的專家、學者匯聚一堂，以流變學研究與應用對國民經濟發展的重要作用作為切入點，積極分享三年來在流變學領域取得的優秀成果，同時對流變學的最新進展和未來方向進行了深入探討。本次會議的舉行既為廣大科技、教育、產業工作者提供了廣闊的交流平臺，同時也展現了我國流變學領域對于關鍵核心技術的攻關水平與成果轉化能力。
庭田科技于會議上進行了題為《J-OCTA 軟件在功能材料流變學多尺度研發領域的最新突破》的報告，向全國流變學領域的專家、學者深入展示了庭田科技在功能材料流變學研究中的最新成果和技術突破。
這一報告引起了與會者的廣泛關注，其深度和廣度都對全場產生了深遠的影響。庭田科技通過此次報告展示了其在流變學領域的領先地位和深厚實力。
庭田科技，作為一家在計算機輔助工程(CAE)軟件和高科技儀器設備系統集成和方案咨詢服務領域的領導者，始終致力于提供先進的管理，設計，仿真分析，測試和制造解決方案，以及成熟高效的技術支持和工程項目咨詢服務。
在全球科技日新月異的背景下，庭田科技一直努力保持其在全球范圍內的技術領先地位，致力于幫助全球客戶更好地應對技術挑戰，實現技術創新。
展開 『分享』剪切型磁流變脂阻尼器轉子系統的動力特性
摘要：為了解決磁流變流體沉淀給磁流變流體裝置動力特性帶來的影響，提出一類流變特性也可以隨外加磁場發
生顯著變化的磁流變脂，基于剪切工作原理設計用于旋轉機械轉子系統的剪切型磁流變脂阻尼器及單盤懸臂轉子
系統，通過試驗詳細地研究剪切型磁流變脂阻尼器對轉子系統動力特性的可控性、剪切型磁流變脂阻尼器抑制轉
子系統振動的有效性，以及剪切型磁流變脂阻尼器對轉子系統的振動進行主動控制的適用性，并考察了剪切型磁
流變脂阻尼器一轉子系統的動力特性在長時間內的重復性。結果表明，利用一個低壓電磁線圈產生的磁場就可以
控制剪切型磁流變脂阻尼器一轉子系統的動力特性，在合適的磁場條件下剪切型磁流變脂阻尼器能夠極大地抑制
轉子系統的振動，剪切型磁流變脂阻尼器一轉子系統的動力特性在較長的時間內具有良好的重復性，剪切型磁流
變脂阻尼器適合作為轉子系統振動的主動控制元件。
剪切型磁流變脂阻尼器轉子系統的動力特性.pdf
展開 【邀請函】流變表征前沿技術與多源數據分析云論壇（2022年12月18日，線上會議）
尊敬的先生/女士：
“流變表征前沿技術與多源數據分析云論壇”定于2022年12月18日，以騰訊會議的形式在線舉辦。本次會議由中國化學會、中國力學學會、福建工程學院共同主辦，中國化學會中國力學學會流變學專業委員會、福建工程學院材料科學與工程學院（高分子材料及制品福建省高校重點實驗室、福建省新材料制備與成形技術重點實驗室）承辦。
本次會議將以流變學研究與應用對國民經濟發展的重要作用為切入點，集中展示我國流變學領域近年來的科學研究成果和發展趨勢，共同探討我國流變學發展大計，為廣大科技、教育、產業工作者提供廣闊的交流平臺，提升學科交叉與前沿研究水平，提升核心關鍵技術攻關水平和成果轉化能力。
熱忱歡迎廣大流變學界及業界同仁積極參會，共同交流近年來我國流變學領域的研究新成果，共商中國流變學事業發展大計。
有關會議安排如下：
一、會議主旨：流變表征前沿技術與多源數據分析云論壇
二、會議形式：騰訊會議
三、會議費用：免費
四、會議時間：2022年12月18日09:00~17:00
五、會議日程：
六、報名方式：
報 名：
點擊此處，填寫報名表
負責人：趙女士
電 話：131 6636 0090
郵 箱：jordan.zhao@anscos.com
展開 基于Adams的磁流變阻尼器虛擬樣機仿真研究
用有限元方法研究半主動座椅懸架系統 的振動磁流變液阻尼器
汽車設計當中，座椅在確保乘客舒適性方面發揮著重要作用，特別是在長途駕駛時。如今大多數制造商更多關注座椅的靜態舒適性，而對動態舒適性關注有限。韋洛爾大學的這個學生項目幫助我們進一步了解動態舒適性的重要性。
利用Adams仿真工具，學生們設計了一個模型，用PID控制 器和新設計的磁流變液阻尼器來考察半主動座椅懸架系統的性能。
該軟件幫助學生們在物理模型和測試之前，利用虛擬模型和虛擬測試技術，實時、經濟地對他們的模型進行測試。
挑戰
韋洛爾理工學院成立于1984年，是印度首屈一指的教育機構。 VIT有數量眾多的青年學生投身于研究與工程領域，并且提供 廣泛的課程。來自機械與建筑科學學院（SMBS）的學生正在 研究一個應用程序，該應用程序使用磁流變（MR）阻尼器控 制半主動座椅懸架系統振動。該項目采用PID控制器和新設計的磁流變液阻尼器對座椅半主動懸架系統進行性能分析。
汽車懸架可分為三類，即被動、主動和半主動懸架系統。該項目小組旨在建立一個半主動座椅懸架，能在保持高頻的高性能外，減少低頻率上的振動傳遞。因此半主動系統采用了如磁流 變（MR）和電流變（ER）等流體。這些流體中懸浮著微米大小的鐵顆粒。當電壓施加到流體上時，鐵顆粒在外部磁場中對齊，并改變流體的剛度。事實上，建造和測試座椅懸架系統的物理實驗是極其麻煩和昂貴的。如何建立座椅懸架系統的數學模型是一項挑戰。
圖： 座椅懸架整體模型
方案
該項目小組旨在通過使用仿真模擬來解決這個問題。學生們使用MSC軟件的Adams多體動力學仿真解決方案來探索、構建和測試虛擬設計。該項目采用圖形化編程環境和控制方程在Adams軟件中對數學模型進行了仿真。
韋洛爾理工學院成立于1984年，是印度首屈一指的教育機構。
展開 模內流變分析之于穩定的注塑工藝
另從上面的數據列表里也可以看到，這個方法計算粘度用的仍然是應力應變公式：
不過特別提一句，這種模內流變分析繪制出來的粘度曲線跟用流變儀做出來的曲線是不一樣的，大家可千萬不要把這兩個給混淆。畢竟一個是針對材料本身，一個是針對具體產品具體模具具體注塑機的。
另外大家可能會問，基本上模內流變做出來的粘度曲線的牛頓流體段實際上都是剪切比較大的時候，也就是射速很快的時候。射速很快會帶來若干問題，譬如澆口暈，銀紋等問題。其實這是這種方法的最大的一個問題點，不過還好，我們更多的是關注每模之間的產品穩定性，而并不是關注外觀的問題，況且這種外觀的問題特別是澆口暈的問題，是完全可以通過分段注塑及拉高模溫解決的，所以模內流變實驗并不是很死板的就維持一段注射速度：
而是完全可以通過分段注塑進行局部微調的 – 我們更多的硬關注產品整體模與模之間的差異，而不是局部的問題。
最后再總結一下，模內流變的主要目的呢是找出最佳的注射時間，從而客服材料批次粘度之間帶給成型工藝的波動，最大程度的保證每模之間產品質量的穩定性。模內流變配合澆口凍結實驗，最佳冷卻時間確定實驗，型腔平衡實驗等，構成了所謂的科學注塑法。 這個后面有時間的時候我們會講。
展開 毛細管流變儀的模塊化測試技術
■儀尊科技 / 胡積潤 技術經理
摘要
毛細管流變儀一般用于剪切速率范圍為
10-2 1/s到10-6 1/s
的黏度測試，可以用來表征材料在加工過程中與溫度、壓力、時間以及形變范圍的相關性。隨著技術的發展，毛細管流變儀除了可以做常規的流變分析，也可以作為一個通用平臺，搭載不同測試功能的模塊。例如，表征熔體彈性的口模脹大(Die Swell)，黏度與壓力相關性以及壁滑移效應的反向壓力測試(Counter pressure)，研究壓力、溫度、體積相關性的PVT測試單元，測定不同溫度、壓力下材料導熱系數的熱導率(Thermal conductivity)單元，研究熔體不穩定流動的鯊魚皮(Shark Skin)測試單元等。
高壓毛細管流變儀
毛細管流變儀直接測得的黏度值，我們通常稱作「表觀黏度」。表觀黏度的產生，是基于一個理想的數學模型，簡單來說，就是將毛細管中流動的物料看作是牛頓流體，并將機械結構簡化后進行分析計算。而實際流體流動過程，要比假設的理想模型復雜得多，要得到更真實的黏度數據，就需要通過各種方法對表觀數據進行校正。比如，高分子流體往往是非牛頓流體，假塑性流體存在剪切變稀行為，因此需要非牛頓校正來修正剪切速率。此外，實際機械結構中，流體的壓力測量點，與分析模型中的完全發展流動區并不重合（如圖1所示），
圖1：料筒與毛細管中流體內部壓力分布示意圖
通過Bagley校正，可以計算出入口壓力降，并進行修正。有時，物料在毛細管管壁處的速度不是我們假設的那樣靜置不流動，為了得到更真實的黏度數據，就需要做Mooney校正。
展開 
非晶中的動力學缺陷：流變單元
非晶中的流變單元
近年來，人們發現，非晶體系中不同微觀區域具有迥異的動力學行為，表現為時空的不均勻性。這種不均勻性的存在以及玻璃態中動力學弛豫行為的特性，不符合經典的無序理論和范式，預示了在無序體系中存在動力學缺陷的可能性。非晶合金（亦稱金屬玻璃）不僅具有優異的性能，同時具有相對簡單的結構和價鍵結合，很適合作為模型體系進行研究。中國科學院物理研究所汪衛華研究組通過系統實驗，在非晶體系中發現了動力學缺陷存在的證據，提出了流變單元的概念，并對其進行了深入的研究。如圖所示，流變單元具有較高的能量和較快的動力學特性，容易被激發而作為承載形變的基本單元，并表現出類似液體的行為。后續研究發現，流變單元不僅可以用來解釋玻璃轉變和動力學弛豫等物理學難題，還能與玻璃態的塑性和流變等力學行為建立起直接關聯，具有重要的科學意義，為應用研究提供了指導。
《國家科學評論》（National Science Review, NSR）最近發表了由中國科學院物理研究所王崢博士和汪衛華研究員共同撰寫的綜述文章“Flow Units as Dynamic Defects in Metallic Glassy Materials”（Natl Sci Rev 2018; doi: 10.1093/nsr/nwy084）。文章系統介紹了非晶體系中流變單元的相關研究進展。對流變單元的研究有助于理解金屬玻璃等非晶態材料的本質。其中創新性提出的結構-動力學-性能關系，更為非晶態材料的性能調控提供了新的思路和方法。
展開 汽車進氣管用TPEE改性材料的流變性能和熔體強度研究
因此，這一成型工藝對材料有特殊性能要求，在熔融狀態下，熔體狀材料需要具有一定的強度，而常規牌號的TPEE均不能滿足這一要求，本文通過添加環氧類擴鏈劑對注塑級TPEE進行擴鏈，以動態流變性能判斷TPEE熔體強度是否能滿足3D吹塑要求。
01
試驗方案
旋轉流變測試：旋轉流變測試在旋轉流變儀上進行，測試樣品經充分烘干后在230℃熔融熱壓成直徑25cm，厚1.8mm的圓片。測試采用恒應變模式，測試溫度為230℃,應變率為3%以保證測量過程處于樣品線性黏彈區范圍內。小幅震蕩速率范圍為100~0.1rad/s，實時記錄樣品復數黏度η’彈性模量G’黏性模量G’’。
熔體拉伸強度測試：熔體強度測試在旋轉流變儀上進行，拉伸應變速率為0.01S-1，0.05S-1，0.1S-1。
國高材分析測試中心旋轉流變儀
02
動態流變性能
聚合物復數粘度對分子結構很敏感，包括分子量，分子量分布，支化結構等。圖1為樣品的復數黏度與角頻率的關系變化圖，可以看出，所制備的一系列樣品均呈現出典型的非牛頓流體特征，隨著角頻率增加，復數粘度降低，樣品呈現剪切變稀現象。隨著角頻率的增大，樣品粘度呈下降趨勢，說明分子結構中存在鏈纏結，在測試過程中，分子鏈解纏結，復數黏度下降。此外，隨著擴鏈劑增加，樣品復數粘度剪切變稀程度增加，這一現象說明樣品具有較長的熔體松弛時間，TPEE分子內形成支化結構，在對樣品施加應變時，由于支化結構的存在，主鏈變形收縮受到限制，從而使得松弛時間范圍變寬，松弛時間延長。
圖1 復數粘度隨角頻率變化
儲能模量是表征彈性體彈性的一個重要參數，對分子鏈結構中支化程度非常敏感。圖2是系列樣品的儲能模量隨角頻率變化圖。
展開 多尺度流體表征：旋轉流變儀讀懂物質從“固態”到“液態”的變形語言
03、國高材流變測試服務
01
技術參數
?設備名稱：旋轉流變測試儀
?設備型號： DHR
?配備口模： 錐板、平板、搖擺
素材來源于網絡
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旋轉流變儀-穩態模式
旋轉型流變儀的測試模式一般可以分為穩態測試、瞬態測試和動態測試，區分它們的標準是應變或應力施加的方式。
穩態測試用連續的旋轉來施加應變或應力以得到恒定的剪切速率，在剪切流動達到穩態時，測量由于流體形變產生的扭矩。
瞬態測試是指通過施加瞬時改變的應變(速率)或應力，來測量流體的響應隨時間的變化。
動態測試主要指對流體施加振蕩的應變或應力，測量流體響應的應力或應變。動態測試中，可以使用在被測試材料共振頻率下的自由振蕩，或者采用在固定頻率下的正弦振蕩。這兩種方式都可用來測量粘度和模量，不同的是在固定頻率下的正弦振蕩測試在得到材料性能頻率依賴性的同時，還可得到其性能的應變或應力依賴性。
這些工作模式對于旋轉流變儀，如同軸圓筒、錐板和平行板夾具都是一致的。
（一）穩態模式
1、穩態速率掃描
穩態速率掃描通常是在應變控制型流變儀上完成的。穩態速率掃描施加不同的穩態剪切形變，每個形變的幅度取決于設定的剪切速率。通常數據的采集可以是自動模式(在每個速率下進行一次測量)或手動模式(根據用戶的指令進行測量)。剪切速率可以是對數變化、線性變化或離散的。實驗中所要確定的參數為：溫度，掃描模式(對數、線性或離散)，測量延遲時間(從施加當前的剪切速率到測量之間的時間間隔)，數據采集模式(自動、手動)，旋轉方向(對于正的掃描速率，旋轉方向確定第一個剪切速率下驅動電機的旋轉方向)，每次測量的旋轉方向(可以有兩種，一種是數據采集時驅動電機都以設定的旋轉方向旋轉；另一種是數據采集分兩次完成，兩次分別是驅動電機以設定的方向旋轉和以與設定相反的方向旋轉，最終的數據是取二者的平均)。這些參數的設置在不同的流變儀中可能會有一些差異，但基本原理都相同。穩態速率掃描可以得到材料的粘度和法向應力差與剪切速率的關系。
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