准确表征大颗粒悬浮液的流变特性是一个挑战性的工作。标准的测量转子——比如锥板、平行板、同心圆筒——仅适用于测量不含或仅含小颗粒的材料。圆球测量系统 (BMS) 和建筑材料测量单元 (BMC) 克服了这个限制,打开了大颗粒样品流变研究的大门。
圆球测量系统 (BMS) 是专门为大颗粒样品的流动性测量而设计的,例如许多食品(典型的颗粒尺寸在 1 mm 至 10 mm之间)。此测量原理是由 Müller-Thyrach* 开发的,基于一个在样品杯中进行偏心旋转的圆球,进行测量,可避免边缘扰动以及意外的滑移或滑动。可以提供不同直径的圆球,从而能测量不同粘度范围的样品。可以进行准确的样品温度控制,温度范围可达 -10 ℃ 至 +70 ℃。借助杰出的马达控制性能,测量系统只需旋转一周,即可得到完整的流动曲线和黏度曲线。对产生的流场进行综合分析,可以在线计算粘度和剪切速率等流变参数。
建筑材料测量单元 (BMC) 可以测量粒径最大为 5 mm 的悬浮液和糊状材料,例如建筑材料(水泥、混凝土、石膏),提供有关可加工性、保质期和流动性的可靠信息。可更换、坚固且易于清洁的嵌入式笼壁和特殊搅拌器采用耐磨损材料制造,可防止样品滑动,并提供改进的混合效果以避免离析。所有与样品接触的表面均由不锈钢制成。所需的样品量远低于圆球测量系统,并且可以使用Peltier温控附件在 0 ℃ 至 90 ℃ 的范围内对样品进行温度控制。对于复杂的流变表征,可以使用所有典型的测试模式,包括动态振荡测量。
各种现实生活中的材料在设计上都含有大颗粒。这些颗粒对食品的口感、一般流动特性、凝固行为以及建筑材料中添加剂的影响起着重要作用。
典型示例包括:
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*LÄUGER, J., MÜLLER, M., TYRACH, J. (1999). 专为大颗粒悬浮样品体系所设计的新型圆球测量系统。Applied Rheology, July/August pp. 145–147.