1.变形的时间依赖性
线性黏性流动中,当达到稳定态时,剪切速率不变。若以变形观点而言,则:
即流体的变形随时间不断发生,具有时间依赖性。
2.流体变形的不可回复性
变形不可回复性为黏性流体的特质,黏性流体的变形是永久变形。外力移除后,变形保持与施力状况下相等,由于粒子或分子链间己产生相对滑移,所以此种变形并无法回复。
3.能量损失
外力对于流体所做的功会转变为热能而散失,此特性与弹性变形完全相反。
4.正比性
线性黏性流动中应力与应变速率成正比,黏度与应变速率无关。
3-2,假塑性流体(Pseudoplastic Flow)
多数的溶液、熔体都属于假塑性流体,在高剪切速率下的黏度甚至可比低剪切速率少几个数量级。假塑性流体又称为剪切致薄流体,其流体行为是随剪切速率提升,溶液的黏度将随之下降。此种流体有助于加工成形,因此在工业制造具有重要的意义。
Herschel-Bulkley equation 时常被用以描述假塑性流体行为:
低剪切速率下,物理破坏较少,胶体的基本结构基本不变,但当剪切速率达到定值以上,溶液内粒子的结构被破坏或具有方向性时,黏度值开始下降,显示为假塑性现象。而当剪切速率持续增加,物理交联点完全被破坏不及重建,胶体内的粒子可能被分散或是纤维具有方向性等原因,使黏度值将降至最低值而不再变化,在高剪切速率下流体可能接近牛顿流体性质。
3-3,膨胀性流体(Dilatant Flow)
膨胀性流体与假塑性流体呈现相反的特性,流体黏度随着剪切速率增加而提高,又称为剪切致厚流体。此种流体在低剪切速率下具有流动性,然而在高剪切速率作用下,将致使黏度大幅提升。膨胀性流体一般具有以下特性:低剪切情况下,颗粒较趋分散态,受分散介质的浸润性较低;当剪切应力提高,颗粒会形成交联态,虽然结合力并不稳定,却升高了粒子的流动阻力,但由于结合力低之故,经静态松弛后的黏度仍会下降。如糊状物、淀粉、高分子凝胶等属于膨胀性流体。
3-4,触变性流体(Thixotropic Flow)
剪切速率保持不变,而黏度随时间减少的流体为触变性流体。触变作用相当普遍,假塑性流体具有时间依赖性,当剪切速率上升与下降曲线不重合时,将形成一个迟滞圈,因此触变性流体曲线由速率上升及速率下降曲线组合而成。其所包含的面积被定义为使材料凝胶结构被破坏时所需的能量。
触变性流体曲线
上图所显示的迟滞回圈表示流体材料内部结构的松弛特征,因此触变性流体必然是具有时间依赖性的假塑性流体,但假塑性流体并不一定是触变性流体。
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