Способ определения реологических свойств материалов

 

ОП ИСАНИ Е <„,911221

ИЗОБРЕТЕН ИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцндпнетичееинх

Респубннн . (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30. 06. 80 (2! ) 2949785/18- „ 5 (Ы)М. Кл.

t нрисоединеннем заявки М—

G 01 и 11/00

Ркуйеретеекай кенктет

CCCP ке аахен изебретехкй н етхрытнй (23) Приоритет— (53) УДК 532 ° 137. (088. 87

Опубликовано 07,03,82. бюллетень М 9

Дата опубликования описания 09.03.82

В. Н. Гаврилов, Ю. П. Гущо, Л. 3. P и В. Г. Василье йлонимский

> (72) Авторы изобретения

Московский институт радиотехники, э и автоматики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ .. МАТЕРИАЛОВ

1 йвобретение относится к опредЕ1ЕЕние рЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Матер»алов, в частности низкомодуль" нык полимерных систем, например гелей,» может быть использовано для исследования структурных физических или химических) превращений полимерных:систем и для количественной характеристики релаксационных механических процессов. известен способ исследования вяз"

10 коунругих свойств полимерных систем путем измерения во времени деформации образца. под действием постоянно приложенного к нему механического напряжения l13.

Недостатком этого способа является невозможность оценки быстрых релаксационных процессов в результате использования механического

20 устройства, имеющего. низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению пс технической .ущности является спосос перемещения диэлектрических или слабопроводящих материалов под действием постоянного электрического поля,который позволяет судить о физико-механических свойствах материала.

В данном способе жидкий диэлектрик течет вверх по диэлектрической стенке в результате совместного действия пондерамоторных сил постоянного электрического поля и других факторов (2 1.

К недостаткам этого способа относится узкая область его применения, так как он основан на течении жидких материалов-вдоль диэлектрической стенки и не позволяет исследовать нетекучие вязкоупругие материалы, в том числе и проводящие, в которых под действием электрического. поля образуется лишь деформация поверхности. Кроме того, этот способ не позволяет исследовать широкий диапазон времей релаксации вязк«упр;гих материалов и требует для исслеЧ1 1221

3 4 дований значительное количество ве- тонкой иглы, помещенной над поверхщества. ностью слоя. При помощи изменяющейся

Цель изобретения - расширение разности потенциалов, подаваемых межобласти применимости способа путем ду подложкой и электродом, можно легвоэможности дополнительного иссле- 5 ко модулировать величину пондерамодования низкомодульных полимерных торных сил, действующих на поверх" систем. ность слоя. С возрастанием модуля упПоставленная цель достигается ругости исследуемого материала для тем, что с ем что согласно способу определе- сохранения величины деформации нения реологических свойств материалов )p обходимо увеличить напряженность элек* путем перемещения исследуемого ма- трического поля. териала под дейс ействием электрического Периодическое напряжение электриполя, перемещают исследуемый мате" ческого поля в том числе синусоидаль.-

У риал путем периодической или скачко- ное, действующее на материал, позвообразной модуляции напряжения электри.>5 ляет определять его релаксационные ческого Поля, а о реологических свой свойства в широком диапазоне частот ствах материалов;; судят по деформа-, воздеиствия, - )-, ,10 5- 103Ãö)- что знации свободной поверхности исследуе- чительно расширяет область исследумого материала и длительности ее раз- емых материалов. Скачкообразное (импульсное) воздействие позволяет повития. го

Способ осуществляется следующим лучить в процессе одного измерения сразу весь спектр времен релаксации о разом. наносят тонкий слой (10 материала. В случае проводящих матеНа основу наносят тонкий с †:5-10 см) материала в состоянии коупругой жидкости, в сти высокоэластич- г5 ладывают к слою и элек роду управ". ного геля или эластомера с ра с малым мо- ления при этом для слоя проводящеФ и гости (10 - 10 дин/см ), го материала той же толщины что и дулем упругости = ди с сила воз ействия на которыи в и воздействуют электричес- диэлектрического, сил д оля б ет больше, ким полем с переменной амплитудой на- электрического поля удет о ния, в ез льтате чего на по- так как поле сосредоточено между поверхности раздела материал-воздух, верхностью слоя и электродом управвследствие различия их диэлектрических проницаемостей, во возникают понде- Деформацию поверхности материала силы приложенные к сво- можно регистрировать, например, с тового потока отраженнободной поверхности слоя и вызывающие помощью светового поток

35 ее деформацию. На поверхности слоя го от своб д р бо ной пове хностия слоя. образуется рельеф, форма которого за- При этом применяют известные системы висит от и ространственной структуры визуализации фазовой записи, напривь . ния пове хэлектрического поля, а вь высота опре- мер дефокусировку изображе р

an яженностью электричес- ности слоя, а величину деформации, депяется напряженнос

4О я Мости иэображения, кого поля и физико-механическими ха- пропорциональную яр ости и актеристиками материала модуль уп- регистрируют фотодатчиком. ракте ругости, вязкость, поверхностное натя- Предлагаемый способ пр б и именим также жение) . Благодаря использованию элек- для изучения температурно-частотных трического поля реализуется бескон" зависимостей деформации материалов, оз ействия на иссле45 ос есттактныи метод в д поскольку позволяет просто ущ дуемыи материал, по в з оляющий дефор- вить термостатирование слоя материамировать свободную поверхность слоя ла, благодаря бесконтактному возматериала, помещенного на основу, деиствию и р е еменного электрического а по величине деформации и длитель- поля.

Ю ности ее образования можно судить о иалов. Технико-экономический эффект изобрелаксационных свойствах материал

При этом количество материала д иала для ретения заключается в том, что споисследований значительно у уменьшается соб позволяет расширить область ма до I0 см-)по сравнению с

-b известны- териалов для исследования,. включая ми способами. Воздеиствоват ать электри- 55 нетекучие и проводящие материалы. ческим полем на слои материала риала можно Кроме того, применение. периодическои например. при помощи проводяще" одящей ос- или скачкообразной модуляции элекновы и электрода управления в я в виде трического поля позволяет опредеФормула изобретения

Составитель В. Филатова

Редактор T.Êèñåëåâà Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Коста

Заказ 1104/25 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 г лить с помощью одного прибота реоло-: гические свойства материалов в широком диапазоне частот воздействия (l0 <- 10ц Гц).

Способ позволяет проводить исследования весьма малого количества материала (до 10 см )с использованием неразрушающего метода измерения, что может найти применение для исследования редких и дорогих образцов. благодаря простоте осуществления и незначительному количеству энергии для деформации материалов способ позволяет уменьшить затраты на исследование реологических характеристик.

Способ определения реологических. свойств материалов путем перемещения исследуемого материала под действием

1 21 4 электрического поля, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью расширения области применимости способа благодаря возможности дополнительного исследования низкомодульных полимерных систем, перемещают исследуемый материал путем периодической или скачкообразной модуляции напряжения электрического поля, а о ре. е ологических свойствах материалов судят по величине деформации свобод- .. ной поверхности исследуемого материала и длительности ее развития.

Источники информации, 1э принятые во внимание при экспертиэе

l. Ферри Дж. Вязкоупругие ceoActsa полимеров. -"Иностранная литература", И., 1963, с. 104.

2. Кравцов А. А., Рачев Л. А. уо Перекачками слабопроводящих жидкостей силами постоянного электрического и гравитационного полей",- "Электронная обработка материалов", М 5, 1978, с. 39-42 (прототип).