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幼投金
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TA Instruments 流变仪全国咨询专线 :800-820-3812 http://www.tainstruments.com.

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1 TA Instruments 流变仪全国咨询专线 : TA Instruments-Waters LLC 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司上海办事处上海市漕河泾开发区钦州北路 1198 号 82 号大厦 16 楼 (200233) TEL : FAX : 北京办事处北京市朝阳区八里庄西里 98 号 3 号楼 22 层 (100025) TEL : FAX : 广州办事处广州市流花路中国大酒店商业大厦室 (510015) TEL : FAX : 香港办事处香港九龙柯士甸道 102 号 901 室 TEL : FAX : TA Instruments. All rights reserved. R2008 CHI

2 ARES-G2 完美坚固工业标准

ARES-G2 技术参数测试台传感器动态测试最小扭矩稳态剪切最小扭矩最大扭矩扭矩分辨率法向 / 轴向力范围马达马达轴承应变分辨率动态测试最小角位移稳态测试最大角位移角速率范围角频率范围速率响应时间应变响应时间力值 / 扭矩再平衡 0.05 µn.m 0.1 µn.m 200 mn.m 1 nn.m 0.001~20 N 无电刷 DC 马达宝石型空气轴承 0.

3 ARES-G2 技术参数测试台传感器动态测试最小扭矩稳态剪切最小扭矩最大扭矩扭矩分辨率法向 / 轴向力范围马达马达轴承应变分辨率动态测试最小角位移稳态测试最大角位移角速率范围角频率范围速率响应时间应变响应时间力值 / 扭矩再平衡 0.05 µn.m 0.1 µn.m 200 mn.m 1 nn.m 0.001~20 N 无电刷 DC 马达宝石型空气轴承 0.04 µrad 1 µrad 无穷大 1 x 10-6 ~300 rad/s 1 x 10-7 ~628 rad/s 5 ms 10 ms 温度系统 Smart Swap 智能切换强制对流炉 (FCO) FCO 摄像头 Peltier 板密封水浴系统标配 -150~600 选配 -40~180-10~150 全新 ARES-G2 是应用于高级研究和材料开发领域最具特色的旋转流变仪, 是 TA 仪器五年来不断创新和开发的颠峰之作, 实现了 TA 仪器对于基本流变测试手段技术革新和不断改进的承诺 ARES-G2 是唯一一款采用马达与传感器分离设计的商品化流变仪, 能够提供最完美的流变测量其它没有任何一款流变仪能够独立于施加的剪切应变而测量应力全面提升的技术指标, 全新的环境控制系统高级选项功能扩展的测试模式和全新的能够实现任意实验顺序的 TRIOS 软件为您实现前所未有的测试精确度灵活性和方便易用性能 1 2

使得单个传感器就可以涵盖从极低粘度的分散体系到高模量的复合材料和热固性材料完全独立的力矩测量不需要任何马达摩擦力和惯量的校正, 而这些对于马达传感器一体式设计的流变仪来说是必不可少的这就意味着 ARES-G2

4 ARES-G2 技术扭矩和法向力传感器 ARES-G2 采用全新的力值 / 扭矩再平衡传感器 (FRT) 在 FRT 中, 线性旋转马达是通过高灵敏度的位置传感器确保其在零点位置通过马达输出的电流来衡量样品产生的反抗力或者力矩全新的 FRT 具有更加坚固的空气轴承, 更加稳定的低温性能, 更高分辨率的角传感器和全新非接触式温度传感器动态扭矩的测量范围宽达 :1, 使得单个传感器就可以涵盖从极低粘度的分散体系到高模量的复合材料和热固性材料完全独立的力矩测量不需要任何马达摩擦力和惯量的校正, 而这些对于马达传感器一体式设计的流变仪来说是必不可少的这就意味着 ARES-G2 可以实现纯粹的力矩测量, 不需要依赖于样品和测试参数的校准精度, 便能够得到准确的独立于样品粘度的高频动态测试 ( 到 628rad/s,100Hz) 数据力值再平衡马达和磁悬浮技术非接触式温度传感器电子技术扭矩再平衡马达扭矩 / 法向力再平衡电子技术径向空气轴承上夹具支架 3 4

并得到完美的小角度正弦位移, 快速的响应时间也得以实现加之采用数字化信号处理电子技术 (DSP), 蠕变和蠕变回复测量都变得轻松易行高分辨率光学编码器可以在非常宽的范围内控制和测量角偏差,

5 ARES-G2 技术高级无电刷 DC 驱动马达 ARES-G2 驱动马达能够在宽范围的角位移和角速率下提供最精确的无摩擦旋转运动核心组件包括空气轴承无电刷 DC 马达专利技术的非接触式温度传感器和光学编码器止推和径向轴承可以提供无摩擦的刚性支撑, 在复杂剪切和法向力测试实验中能够保证完美的同心度和无轴向位移低摩擦无电刷马达和非接触式温度传感器从多方面增强了测试功能因为系统能够无粘滞力地自由旋转, 并得到完美的小角度正弦位移, 快速的响应时间也得以实现加之采用数字化信号处理电子技术 (DSP), 蠕变和蠕变回复测量都变得轻松易行高分辨率光学编码器可以在非常宽的范围内控制和测量角偏差, 极大改善了传统动态和瞬态应变控制测试的性能光学编码器使得所有测试模式都可以从任意位置开始实验, 在动态测试中不再存在初始零位置的要求, 测试模式的转换可以平稳和快速地进行下夹具支架止推空气轴承径向空气轴承无电刷 DC 马达光学编码器非接触式温度传感器 5 6

ARES-G2 技术仪器框架, 垂直移动和调准 ARES-G2 框架和垂直移动设计可以实现最大的刚度和最精准的夹具定位和调准框架部件采用延性铸铁, 强度高,

例如在平行板夹具中设置间隙时的情况传感器头的垂直定位通过精确的导轨螺杆来实现, 导轨螺杆通过刚性的预载荷双向轴承连接在微步电机上, 可以防止回冲

1µm 线性滑板传感器支架光学编码器导轨螺杆双向轴承分离的电子控制箱和环境温度控制箱 ARES-G2 的测试台和电子控制箱是分体式设计, 主电源和所有电子冷却风扇都包含在控制箱内

6 ARES-G2 技术仪器框架, 垂直移动和调准 ARES-G2 框架和垂直移动设计可以实现最大的刚度和最精准的夹具定位和调准框架部件采用延性铸铁, 强度高, 提供高频测试下最优的阻尼性能和宽温度范围内的尺寸稳定性传感器通过两个硬质钢十字滑板完全刚性地安装在框架上滑板可以提供机头平滑地垂直移动, 同时保持同心度和平行度, 例如在平行板夹具中设置间隙时的情况传感器头的垂直定位通过精确的导轨螺杆来实现, 导轨螺杆通过刚性的预载荷双向轴承连接在微步电机上, 可以防止回冲线性光学编码器直接安装在固定框架和移动支架之间, 不依赖于导轨螺杆的位移, 确保了精准的定位, 精确度可以达到 0.1µm 线性滑板传感器支架光学编码器导轨螺杆双向轴承分离的电子控制箱和环境温度控制箱 ARES-G2 的测试台和电子控制箱是分体式设计, 主电源和所有电子冷却风扇都包含在控制箱内这种设计可以使测试台不受到热量和振动的影响, 以确保灵敏的数据质量两个独立电源的环境温度控制箱 : 一个用于强制空气对流炉 (FCO 炉 ), 另一个用于所有其它的温控系统环境温度控制箱只有 5 英寸高, 可以安全地放置于操作台之上环境温度控制电源与主电子箱分开控制, 可以满足 ARES-G2 模块化插拔的要求延展铸铁框架微步马达 7 8

ARES-G2 技术导轨附件 ARES-G2 的导轨设计可以安装标准附件, 比如 FCO 炉和气流护罩, 或者极为方便地与其它流变仪附件组合导轨在框架左右两边均可安装, 并且可以 180 自由旋转智能温度控制 (ATC) ARES-G2 包含新型专利技术非接触式温度传感器可以主动测量和控制上下板的温度铂金属电阻式传感器 (PRT) 可以安装在马达和传感器的轴杆里面安装 PRT

温度控制和测量在测试表面, 与样品表面密切接触, 因此不会影响到测试结果 TRIOS 软件和极度的测试灵活性 ARES-G2 可以提供前所未有的测试自由程度和灵活性所有流变仪的重要组件如马达传感器数据采集系统温度控制系统和轴向滑板等都是独立的单元, 所有的控制都可以经由 TRIOS 软件界面的程序指令来完成多功能和直观的软件界面能够快速而轻松地应对传统测试 ( 如应变 / 频率扫描

7 ARES-G2 技术导轨附件 ARES-G2 的导轨设计可以安装标准附件, 比如 FCO 炉和气流护罩, 或者极为方便地与其它流变仪附件组合导轨在框架左右两边均可安装, 并且可以 180 自由旋转智能温度控制 (ATC) ARES-G2 包含新型专利技术非接触式温度传感器可以主动测量和控制上下板的温度铂金属电阻式传感器 (PRT) 可以安装在马达和传感器的轴杆里面安装 PRT 传感器时, 微印刷电路板 (PCB) 会连接在转动轴杆上 PRT 的顶端和上锥板 / 平板及下平板夹具的中心紧密接触当探测到温度,PRT 会将信号传送到位于传感器和马达固定组件上的次级线圈如此同时测量和控制上下板表面温度的技术是 TA 仪器独一无二的新型专利技术无摩擦技术使得传感器端的温度探测不会影响到仪器的灵敏度和马达, 确保在动态小振幅振荡测试中能够得到更高的准确度温度控制和测量在测试表面, 与样品表面密切接触, 因此不会影响到测试结果 TRIOS 软件和极度的测试灵活性 ARES-G2 可以提供前所未有的测试自由程度和灵活性所有流变仪的重要组件如马达传感器数据采集系统温度控制系统和轴向滑板等都是独立的单元, 所有的控制都可以经由 TRIOS 软件界面的程序指令来完成多功能和直观的软件界面能够快速而轻松地应对传统测试 ( 如应变 / 频率扫描阶跃应变等 ), 并且以往刻板的程序必须预先编排的限制已经不复存在只要实验还没有开始, 测试方法和测试顺序的指令都可以轻松随意地进行组合和编排完全整合的快速数据采集功能 ARES-G2 完全整合了快速数据采集功能, 对于瞬态测试和动态测试可以使用五个快速数据通道, 在所有的测试模式中允许同时采集角位移力矩和法向力数据快速采集速率在动态模式下可以达到 8kHz, 能够得到更高分辨率的测量信号强度和相位角, 以及更高的谐波分辨率, 能保证高达 10 次谐波的数据准确性触摸屏和按键面板 ARES-G2 在测试台前端安装有彩色触摸屏用户界面, 为简便操作提供了全新的尺度交互式操作例如间隙调零装载样品和设置温度可以非常方便地在触摸屏上进行控制屏幕上还显示仪器状态和测试信息 ( 扭矩法向力和样品温度等 ), 也为查看系统信息 ( 系统设置和诊断报告 ) 提供了捷径 9 10

ARES-G2 温度控制系统 Peltier 温度控制板 Peltier 温度控制板是一款 Smart Swap 智能交换温度控制系统, 温度范围 -40~180, 最大加热速率 30 /min, 温度精度 +/-0.

防止样品在测试过程中挥发 ( 干燥 ), 通过靠近传感器端的液体在顶部和靠近马达端的底部完全密封, 使得样品完全与外接环境隔绝承有溶剂的环形槽也可以接触放置在 Peltier 温度控制板表面, 使得溶剂挥发后在内部形成饱和蒸汽气体可以通过吹扫口被导入例如当在低于室温下进行实验时,

-150~600, 加热速率高达 60 /min 控温系统如选用液氮冷却系统, 可降至 150, 是聚合物熔体和固体测试的首选 FCO 炉配备双单元加热枪, 将空气加热后以对流方式吹入全新设计的桶形炉腔 ; 三个内置式铂金属电阻式传感器 (PRT) 分别置于炉子的顶部中部和下部, 确保了炉内有最优异的温度稳定性

8 ARES-G2 温度控制系统 Peltier 温度控制板 Peltier 温度控制板是一款 Smart Swap 智能交换温度控制系统, 温度范围 -40~180, 最大加热速率 30 /min, 温度精度 +/-0.1 在下板中心放置了一个铂金属电阻式传感器 (PRT), 确保准确地测试和控制样品温度它是测试结构流体最常用的附件, 可配合平板和锥板 / 平板进行测试开放式的结构设计, 使装样和清洗异常方便 Peltier 温度控制板配备了全新附件防溶剂挥发槽和气体吹扫盖防溶剂挥发槽用于防止溶剂的挥发, 防止样品在测试过程中挥发 ( 干燥 ), 通过靠近传感器端的液体在顶部和靠近马达端的底部完全密封, 使得样品完全与外接环境隔绝承有溶剂的环形槽也可以接触放置在 Peltier 温度控制板表面, 使得溶剂挥发后在内部形成饱和蒸汽气体可以通过吹扫口被导入例如当在低于室温下进行实验时, 干燥的空气或氮气可以使湿气不冷凝在样品周围 ARES-G2 提供便利的交换温度控制单元, 当这些单元被连接到主机上时, 系统会自动识别和设定强制对流炉 (FCO) 强制对流炉 (FCO) 是空气 / 氮气对流炉, 为测试提供了理想的温度稳定性, 极快的加热和冷却速率, 以及非常便利的操作温度范围 -150~600, 加热速率高达 60 /min 控温系统如选用液氮冷却系统, 可降至 150, 是聚合物熔体和固体测试的首选 FCO 炉配备双单元加热枪, 将空气加热后以对流方式吹入全新设计的桶形炉腔 ; 三个内置式铂金属电阻式传感器 (PRT) 分别置于炉子的顶部中部和下部, 确保了炉内有最优异的温度稳定性 FCO 炉配有全新非常灵活的附件导轨附件, 炉子可选择安装在 ARES-G2 测试平台的左边或者右边炉子还配有耐用的 LED 灯和玻璃观察窗, 可以在实验过程中实时观察样品的状况 FCO 炉可选配全新的遥控照明聚焦摄像系统, 配合流媒体视频和图像采集软件, 可以实时显示图像, 并将每一个点的图像保存下来以便日后调用 FCO 摄像头是理想的验证数据的工具 FCO 炉可以用于平行板锥板 / 平行板可抛弃板全新固体扭摆夹具和拉伸粘度夹具 (EVF) 的测量 11 12

ARES-G2 附件循环流体浴槽循环浴槽可以进行平行板锥板 / 平行板和同心圆筒夹具的测量同心圆筒专用于低粘度流体

-10~150 光学分析单元 OAM II OAM II 单元可以通过透明平行板或透明同轴圆筒对流体和熔融体进行测量激光光束垂直入射,

分析液晶材料的多畴结构, 以及分散液 ( 乳液悬浮液 ) 在剪切场下内部结构的重排 UV 紫外线固化和光固化附件

高压汞灯 UV 光源包含在 UV 固化附件中这两个附件都可以用于 ARES Peltier 和循环浴槽温控系统

快速采样选项可以使数据采集速率达到 500 点 / 秒拉伸粘度夹具 (EVF) TA 仪器专利技术的拉伸粘度夹具 EVF,

9 ARES-G2 附件循环流体浴槽循环浴槽可以进行平行板锥板 / 平行板和同心圆筒夹具的测量同心圆筒专用于低粘度流体有限稳定的悬浮液体和易挥发体系的测试该附件需要计算机控制的液体循环器进行自动温度控制当选用适当的循环器和循环液时, 测量温度范围 -10~150 光学分析单元 OAM II OAM II 单元可以通过透明平行板或透明同轴圆筒对流体和熔融体进行测量激光光束垂直入射, 穿过样品后, 可直接由传感器测量二色性, 或经过椭偏器测量双折射特性光学分析单元的应用包括 : 应力光学系数, 在相容高分子合金中分离各组元, 分析液晶材料的多畴结构, 以及分散液 ( 乳液悬浮液 ) 在剪切场下内部结构的重排 UV 紫外线固化和光固化附件紫外线固化附件中包括带反射镜的上夹具组件和可拆卸式石英平行板下夹具组件和下平行板, 光源支架和对准装置,5mm 直径的光导管线和远端辐射计高压汞灯 UV 光源包含在 UV 固化附件中这两个附件都可以用于 ARES Peltier 和循环浴槽温控系统对于固化后样品无法从石英平板上清除的硬质 UV 涂料, 可选用可抛弃平行板夹具另外, 对快速反应的 UV 材料, 快速采样选项可以使数据采集速率达到 500 点 / 秒拉伸粘度夹具 (EVF) TA 仪器专利技术的拉伸粘度夹具 EVF, 特别适合高粘度材料的拉伸粘度测量, 如高分子熔体面团胶等 EVF 可用于配有 FCO 炉的 ARES 系统它是由固定轴和旋转鼓组成, 旋转鼓以固定应变速率卷绕样品, 同时测量样品由此产生的力因为扭矩测量与马达是分开的, 无需摩擦系数校正 EVF 最大的 Hencky 应变为 4, 最高温度是

10 应用分散液的流动曲线聚合物的流动曲线粘弹性应变扫描下图所示为典型的分散液流动曲线 TA 流变仪通过施加应力 ( 或剪切速率 ), 测量剪切速率 ( 或应力 ) 来得到流动曲线或者通过稳态实验, 在每一个平衡常应力下都测量一个粘度, 得出流动曲线从中可以得到相关屈服应力粘度剪切变稀和触变环的信息, 与现实世界的各种现象关联起来而简单的转子式粘度计只能测量一个或整条曲线的一部分下图是有关聚合物的典型流动曲线, 以及对应工艺的剪切速率范围聚合物的分子量对粘度影响很大, 分子量分布和支化度对剪切速率依存性有明显的影响这些区别只有在低剪切速率下才能体现, 而熔融指数和毛细管流变仪就无能为力了 TA 流变仪可以通过测量的粘弹特性和流动曲线来分析分子量和分子量分布,Cox-merz 法则和 TTS 法则可以将数据扩展到更高剪切速率的情况下聚合物的粘弹性通常用动态振荡模式进行测量下图所示为线性均聚物的粘弹曲线 ( 主曲线 ), 表示了弹性模量 G' 和损耗模量 G" 的变化情况由于高分子熔体具有粘弹性, 力学响应又与时间有关, 所以在低频段对应长时间的响应 TTS 可用于将数据扩展到高低范围 G' 和 G" 的形状和大小与高分子的分子结构有关在振荡模式下测试关键的粘弹性参数 (G',G",η*,Tan δ 等等 ) 作为应力应变频率温度和时间的函数下图是用动态应变扫描来确定非线性粘弹行为的起始点在线性粘弹区 (LVR) 范围内, 材料对施加的应力或应变线性响应, 模量 G' 和 G" 独立于应变材料内部结构在线性测试条件下保持完好超出 LVR 范围, 材料的响应是完全非线性的动态模量 G' 和 G" 随着应变的增加迅速下降并且出现调波应力作用在高应变测试条件下, 材料内部结构被完全破坏在非线性区域使用调波进行流变学分析称为傅立叶流变学 1 Sedimentation 2 Leveling, Sagging 3 Draining under gravity 4 Chewing and swallowing 5 Dip coating 6 Mixing and stirring 7 Pipe flow 8 Spraying and brushing 9 Rubbing 10 Milling pigments in fluid base 4 11 High Speed coating log η shear rate (1/s) log ηo ηo = Zero Shear Viscosity ηo = K x MWc 3.4 Measure in Steady Shear shear rate (1/s) Extended Range with Oscillation & Cox-Merz Extended Range with Time-Temperature Superpositions (TTS) & Cox-Merz Molecular Structure Compression Molding Extrusion Blow and Injection Molding log G and G (Pa) Terminal Region Extended range w/tts Rubbery Plateau Region 10 5 Extended Typical range w/tts 10 3 range Frequency sweep log Frequency (rad/s) Transition Region G G G G Glassy Region Modulus G', G'' (Pa) Linear Region Non-Linear Region Strain 0.1 Magnitude Ratio l3 /l 1, l 5 /l 1, l 7 /l

11 应用固体扭转的动态力学测试 TA 仪器的流变仪可以通过固体扭转方式研究固体材料的粘弹特性, 下图为聚碳酸脂 (PC) 的粘弹特性曲线分子链段的转变和松弛在弹性模量曲线上表现为台阶式变化, 在损耗模量曲线上出现损耗峰弹性模量 G 损耗模量 G 阻尼因子 (Tan δ) 曲线的大小和形状与材料的化学组成结晶度分子结构交联度以及填料的类型和含量有关瞬态实验 ( 蠕变和应力松弛 ) 如下图所示的蠕变回复实验中, 在样品上施加一个常应力, 测量产生的应变随时间的变化随后应力撤销, 再测量回复应变对于高分子熔体, 也可以得到零剪切粘度 (η o ) 和平衡回复柔量 (J eo ) AR 系列流变仪是最适合且最灵敏地测量蠕变性能的手段应力松弛实验, 是在样品上施加应变, 测量随后产生的应力随时间的变化, 并测量应力松弛模量 G(t) 应力松弛可以在 ARES-G2 AR-G2 或 AR 2000ex 直接应变控制的模式下完成在 ARES 中用动态振荡模式测量低粘度流体 ARES 流变仪设计中的一个优点就是由驱动器产生扭矩来克服材料的粘度以及样品夹具的惯性所以传感器测量到的是纯低粘度流体样品的粘弹性, 没有夹具惯性的影响下图是测量高分子溶液的示例, 动态频率为 100rad/s, 粘弹曲线上没有任何夹具惯性的影响 AR-G2 流变仪实现纳牛米级扭矩动态应力和应变振荡模式的测量在空气轴承流变仪中, 最小扭矩的设计通常在控制应力 CS 模式下要比控制速率或应变 CR 模式下的高最新的 AR-G2 流变仪采用创新的磁悬浮轴承和高级拖杯马达技术, 实现了在控制应力和控制应变模式下超低的纳牛米级扭矩控制如下图所示, 测量的粘度和位移最小的扭矩达到史无前例的 3nN.m 的量级 log G' and G" (Pa) tan δ.01 Temperature Ramp at 3 C/min Frequency = 1Hz Glass transition Strain = 0.025% G' Tg = C G'' tan δ strain Creep Zone: Stress > 0 Low η High η Recovery Zone: Stress = 0 Bad Good η* ( ) [Pa-s] G ( ) [Pa] G ( ) [Pa] η* (Pa.s) Controlled Stress Mode, CS Controlled Strain Mode, CR Newtonian Model Fit; Newtonian Viscosity = nn.m displacement (rad) time (s) freq [rad/s] osc. torque (micro N.m)

12 应用在 ARES 上测量拉伸粘度拉伸粘度是很多聚合物加工技术中非常重要的参数, 如吹膜纺丝和注射 EVF 夹具可以将旋转流变仪 ARES/FCO 转变为一台剪切和拉伸流变仪 EVF 采用专利双柱 ( 鼓 ) 式缠绕技术下图所示是 LDPE 的实验结果, 叠加了 0.01S -1 剪切速率和 ω=t -1 频率下粘度三倍的数据可以看到 EVF 在很宽的速率范围内都有很好的数据应力和剪切速率扫描应力和剪切速率扫描实验是应用最为广泛的瞬态实验, 用以简便快速地确定材料的屈服应力和触变行为这两种现象是典型结构流体的时间依赖行为, 并可以帮助理解材料应用中的性能应力扫描是一种测试结构流体屈服应力的典型方法应力随着时间线性变化, 同时记录应变和瞬态粘度如下图所示, 粘度最初增加随后达到最大值, 最大粘度处应力值的拐点就是屈服值超过最大值后, 随着应力的增加材料的结构被破坏, 粘度下降或剪切变稀剪切速率扫描常用于考察触变行为测试过程包括剪切速率从零到最终速率和返回到零的过程, 这个过程则形成触变环应力的量级在下降过程中低于上升过程上升和下降曲线是剪切速率的函数, 称为触变指数瞬态步阶速率下应力增长实验对流变仪来说, 最具有挑战性的流变学测试是利用锥板测量一种粘弹性材料的瞬态粘度和第一法向力系数仪器必须拥有非常低的轴向柔量以最小化影响法向力的次级流动 ARES-G2 采用高轴向硬度空气轴承和非屈服力再平衡传感器, 减小轴向运动, 最大柔量仅为 0.1μm/N 下图显示了一系列步阶速率测试的结果, 测试的剪切速率从 0.1~100S -1 从这些结果可以看出,ARES-G2 能够轻松应付富有挑战性的实验所有剪切速率下, 短时间内, 瞬态粘度和第一法向应力差系数重叠很好随着时间延长, 在高剪切速率下, 由于材料非线性响应导致粘度和法向应力差分离粘度和第一法向应力差系数的过冲是由于材料在强剪切下内部结构变化造成的粘弹性流体的蠕变和蠕变回复蠕变与蠕变回复实验非常适合于测试长的松弛时间 ( 200s) 对于流变行为的影响应变回复能非常灵敏地测试材料的弹性在这个实验中, 在样品上施加一个很小的恒定应力, 测试应变随时间的变化在达到稳定流动以后, 去掉施加的应力并记录样品的弹性回复从不可回复的形变量则可以测得材料的粘度可回复的形变 ( 弹性形变 ) 通过平衡柔量 J e 提供了弹性性能 AR-G2 和 ARES-G2 都可以完成这个实验要得到材料弹性响应的精确数据, 需要克服蠕变回复转变时仪器惯性的影响在 AR-G2 中, 可以是通过蠕变制动来完成这个实验, 在全新 ARES-G2 中则通过使用创新的扭矩传感器封闭控制环来实现上述回复测试会有极低的残余扭距, 该扭矩在 AR-G2 上来自于轴承摩擦, 在 ARES-G2 上则来自于扭矩传感器分辨率下图为用 ARES-G2 测试符合 NIST 标准物质 PIB2490 的蠕变和蠕变回复柔量, 应力范围从 100Pa 下降到 0.03Pa 蠕变和蠕变回复柔量的叠加证明了在低应力条件下得到线性粘弹性这类数据只有在马达与传感器分离设计的 ARES-G2 上才能得到 Elongation Viscosity [Pa.s] time [sec] 1 s s s s s-1 10 s-1 3 s-1 30 s s-1 3x complex viscosity 3x shear viscosity at s-1 Viscosity η (t) (Pa.s) 1.6x x max =1.363x104 [Pas] Stress τ (Pa) (t)= [Pas] y Time [s] Strain γ (t) Viscosity η(t) (Pa.s) [1/s] 0.3 [1/s] 1 [1/s] 3 [1/s] 10 [1/s] 30 [1/s] Time t (s) st Normal Stress Coefficient Y 1 (t) (Pa.s 2 ) Compliance J(t) (1/Pa) PIB 2490 T=27.85 C Creep Recovery J(t) for Creep Stress [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] Slope: Time t (s) Recoverable Compliance J r (t) (1/Pa) 39 40

13 夹具 TA 仪器提供多种夹具供客户选择, 包括平行板锥板 / 平行板同心圆筒可抛弃型夹具和固体扭转夹具为 ARES 和 AR 流变仪配套使用的平行板锥板 / 平行板, 有不同直径大小和不同锥度可供选择夹具材质有不锈钢氧化铝塑料 (Acrylic/PPS) 和钛合金可抛弃型平行板和锥板用于热固性材料的流变测试为 ARES 和 AR 流变仪配套使用的同心圆筒也有不同的尺寸可供选择, 有锥型 DIN 凹型环形和双壁同心圆筒对于 ARES 系列流变仪, 夹具材质为不锈钢和钛对于 AR 系列流变仪, 夹具材质为不锈钢和阳极化铝 ARES 和 AR 系列流变仪还有其它多种夹具用于特殊领域的研究, 包括高温炉和液体浸泡的固体扭转夹具 ARES 还提供许多特殊夹具, 如线性 Tack 实验夹具光学测量用的透明石英平行板以及薄膜 / 纤维夹具 41

目录 D140 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 (12MM 顶部安装端口 )... 2 D200 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 (19MM 顶部安装端口 )... 3 D210 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 ( 用于 1.5 英寸

目录 D140 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 (12MM 顶部安装端口 )... 2 D200 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 (19MM 顶部安装端口 )... 3 D210 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 ( 用于 1.5 英寸法兰侧端口安装 )... 4 D400 美国 BJC 高温灭菌 DO 溶氧电极带 D9 接头 ( 用于标准