一、旋轉(zhuǎn)流變儀使用的測試夾具分類：

1.按種類分類：同軸圓筒、雙間隙、平行板、錐平板、ME、槳式

2.按表面分類：標(biāo)準(zhǔn)（光滑表面）、噴砂、刻槽、花紋

3.按材質(zhì)分類：不銹鋼（標(biāo)準(zhǔn)）、鈦合金、哈氏合金、玻璃、PC、石英

二、常用標(biāo)準(zhǔn)測試夾具

常用測試夾具包括同軸圓筒、錐-板、平行平板、雙間隙，這些夾具的設(shè)計符合 ISO3219、DIN53019、DIN54453 標(biāo)準(zhǔn)。

1.同軸圓筒夾具

圓筒式測試系統(tǒng)主要適合中低粘度樣品的測試，對于低于 10mPas 的溶液，比如牛奶、飲料、高分子稀溶液等，建議使用雙間隙系統(tǒng)。

測量原理：

CMT 流變儀：轉(zhuǎn)子以一定的速度旋轉(zhuǎn)，外圓筒靜止，為 Searle 原理。轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)子拖動環(huán)形空間內(nèi)的液體產(chǎn)生層流流動，剪切面為同心圓柱面，剪切線為剪切面上垂直軸線的圓，液體微元的跡線與剪切線重合。

SMT 流變儀：轉(zhuǎn)子靜止，外圓筒旋轉(zhuǎn)，為 Couette 原理。

圓筒如右圖所示，進行同軸測試需要滿足條件：

1） L/(Ra-R1)>>1,同時 Ra/R1<1.2，標(biāo)準(zhǔn)：ISO3219

2）保持穩(wěn)態(tài)層流

3）液體內(nèi)部溫度恒定

4）樣品為均質(zhì)流體

5）不產(chǎn)生壁滑移

計算公式：t=M/2πR12（Ra-R1）

y=R1n/（Ra-R1）

與常用旋轉(zhuǎn)粘度計不同，上述限定條件是由于計算上的需要，如不滿足上述條件，測試不同類型的流體時則會產(chǎn)生實際粘度偏差。比如使用燒杯測量牛頓流體是準(zhǔn)確的，測量非牛頓流體則會出現(xiàn)偏差，這是因為在相同轉(zhuǎn)速下，兩種情況下的剪切速率是不同的。

2.雙間隙測量系統(tǒng)

對于超低粘度液體，可采用雙間隙系統(tǒng)，如右圖所示，剪切面積大，做高剪切測試不易產(chǎn)生湍流，符合標(biāo)準(zhǔn)：DIN54453。粘度小于

10mPas 的樣品，建議使用雙間隙測量系統(tǒng)。

3. 錐-板測量夾具

錐-板夾具是以測量非牛頓流體流變性為目的而設(shè)計的一種測量系統(tǒng)。如圖：圓錐軸與平板垂直安裝，錐板之間的夾角很小。

滿足條件：

1） α 足夠小， sin tan a? a? a

2） 無壁滑移

3） 不產(chǎn)生次級流動

4） 無邊緣效應(yīng)

5） 顆粒直徑小于間隙的十分之一

計算公式： t= 3M /2π R3 y = Ω / α

4.平行平板夾具

在這種夾具中，流體在兩個半徑為 R 的平行圓板間被剪切。兩板繞其共同軸旋轉(zhuǎn)，通常一個板固定，另一個板旋轉(zhuǎn)。

計算公式：對于非牛頓流體： t= M /2πR3（3+d In M/d In y） y=RΩ/H

對于牛頓流體：dlnM /dln y=1， t = 2M / πR3

三、測試夾具的選擇

實際測試中，需要就具體應(yīng)用各個方面進行考慮，選擇正確的夾具才能得到好的結(jié)果，需要考慮的因素有：

1）粘度范圍

2）剪切速率范圍

3）剪切速率變化方式

4）溫度范圍

5）樣品是否會產(chǎn)生壁滑移：如有可以選擇噴砂或刻痕夾具

6）樣品中是否含有固體顆粒，顆粒尺寸范圍

7）加樣方式：錐板、平板對加樣量比較敏感，圓筒敏感度較低

9）清理難度和清理方法：錐板、平板更容易清理

10）樣品量：錐平板樣品用量小，圓筒用量大

11）樣品是否容易揮發(fā)：錐平板揮發(fā)影響大，圓筒揮發(fā)影響小

轉(zhuǎn)子的測量范圍既與轉(zhuǎn)子的大小、形狀有關(guān)，也與流變儀主機的扭矩范圍有關(guān)，同時還與需要達到的剪切速率、應(yīng)變等條件有關(guān)，所以每個轉(zhuǎn)子的測量范圍由這幾個方面決定，都必須考慮。