通過流變儀測定流體的屈服應力

屈服應力：在材料拉伸或壓縮過程中，當應力達到一定值時，應力有微小的增加，而應變卻急劇增長的現象，稱為屈服，使材料發(fā)生屈服時的正應力就是材料的屈服應力。流體的屈服應力是指對于某些非牛頓流體，施加的剪應力較小時流體只發(fā)生變形，不產生流動。當剪應力增大到某一定值時流體才開始流動，此時的剪應力稱為該流體的屈服應力。即使材料發(fā)生流動所需的臨界應力，低于該應力，材料僅發(fā)生彈性變形；高于此應力，材料開始發(fā)生流動，常見于一些搞顆粒含量的體系。

通過上海保圣RH-30流變儀的旋轉模式進行屈服應力測試，設置恒定的剪切率或轉速，使轉子在樣品中以恒定的速率旋轉。在轉動的初期，樣品內部分子的網狀結構僅發(fā)生彈性拉伸，此階段樣品表現為彈性體，應力與應變表現為線性相關；當應力增加到某一點后，網狀結構達到彈性極限產生局部破壞，曲線開始彎曲，物料表現為黏彈性體；當達到曲線最高點時，網狀結構破壞。最終，剪切應力回落至屈服應力以下。剪切應力的最高點即可視為屈服點。曲線中線性區(qū)域的斜率表現為樣品的彈性模量G，G值越大，樣品的結構強度越大。

除了上述在旋轉模式下進行的測試之外，也可以使用上海保圣RH-30流變儀的振蕩測試法進行屈服應力測試：固定測試頻率，通過改變應力或應變的方式進行振幅掃描，一般情況下選控制應變的模式（CSD， controlled shear deformation）。對于粘彈性材料，G' 表征其彈性部分，G'' 表征其粘性部分。

如果材料具有屈服點，則屈服點以下發(fā)生較小的應變時，儲能模量（彈性行為）占主導作用，并且在一定的應變范圍內，兩種模量均保持在一個恒定的水平，與應變的變化無關。該區(qū)間發(fā)生的形變?yōu)閺椥孕巫儯环Q為線性粘彈區(qū)間。隨著應變的不斷增加，兩種模量不再保持恒定，此時即為線性粘彈區(qū)間的終點，也是屈服點。隨后，樣品的內部結構開始發(fā)生不可逆的破壞。如果G' 和G''這兩條曲線有交叉點，則可以讀取此時的應力值，作為樣品的流動點。相對于旋轉測量模式，振蕩測量模式的優(yōu)勢在于：可以同時表征材料的粘性行為和彈性行為，以及二者之間的動態(tài)變化過程。