流变学基础知识总结
Rheology(流变学基础)
二．非牛顿流动
实际上大多数液体不符合牛顿粘度定律， 实际上大多数液体不符合牛顿粘度定律，如高分子溶 胶体溶液、乳剂、混悬剂、软膏以及固液、胶体溶液、乳剂、混悬剂、软膏以及固-液的不均匀 体系的流动。把这种不遵循牛顿粘度定律的物质称为非牛 不遵循牛顿粘度定律的物质称为 体系的流动。把这种不遵循牛顿粘度定律的物质称为非牛 顿流体，这种物质的流动现象称为非牛顿流动 非牛顿流动。 顿流体，这种物质的流动现象称为非牛顿流动。 非牛顿流体的剪切速度D和剪切应力S的变化规律，经 非牛顿流体的剪切速度D和剪切应力S的变化规律， 作图后可得四种曲线的类型：塑性流动、假塑性流动、 作图后可得四种曲线的类型：塑性流动、假塑性流动、胀 形流动、触变流动。 形流动、触变流动。 对于非牛顿流体可以用旋转粘度计进行测定。 对于非牛顿流体可以用旋转粘度计进行测定。
对于这种粘弹性， 对于这种粘弹性，我们用弹性模型化的弹簧和把 粘性通过模型的缓冲器的复合型模型加以表示： 粘性通过模型的缓冲器的复合型模型加以表示： 麦克斯韦尔（Maxwell） （一）麦克斯韦尔（Maxwell）模型 福格特（Voigt） （二）福格特（Voigt）模型 （三）双重粘弹性模型 （四）多重粘弹性模型
胀性液体的流动公式： 胀性液体的流动公式： /η D= Sn /ηa n<1，为胀性流体； n<1，为胀性流体； 当n接近1时，流动接近牛顿流动。 接近1 流动接近牛顿流动。
（d）胀性流动
胀性流体的结构变化示意图
• 胀性流动的特点：没屈伏值；过原点；切应速度很小时， 胀性流动的特点：没屈伏值；过原点；切应速度很小时， 液体流动速度较大，当切应速度逐渐增加时， 液体流动速度较大，当切应速度逐渐增加时，液体流动速度 逐渐减小，液体对流动的阻力增加，表观粘度增加， 逐渐减小，液体对流动的阻力增加，表观粘度增加，流动曲 线向上弯曲。 线向上弯曲。 • 在制剂中表现为胀性流动的剂型为含有大量固体微粒的高 浓度混悬剂如50%淀粉混悬剂、糊剂等。 50%淀粉混悬剂 浓度混悬剂如50%淀粉混悬剂、糊剂等。
流变学基础
相位角是弹性的量度
相位角越大，材料粘 性越大 相位角越小，材料弹 性越大
动态测量计算得到的参数
• 储能 (弹性) 模量, G’ 弹性) 模量, • 损耗 (粘性) 模量, G” 粘性) 模量, • 复数模量, G* 复数模量, • 复数粘度, η* 复数粘度, = 应力 x Cos (相位角) (相位角) 应变 = 应力 x Sin (相位角) (相位角) 应变 = 应力 应变
10s-1 10s-1 10s-1
0s-1
5s-1
10s-1
锥板的不利之处
• 溶剂产生挥发 • 顶点处 的小间 隙，在测量带粗 糙填料的体系时 受到限制
杯 和 转子 (同轴圆桶)
• 很宽的间隙 (1(11.5mm)，适合填充 1.5mm)， 材料 • 更大的表面积，测 量稀薄液体时更灵 敏 • 减少了挥发
剪切速率 = d 应变 d 时间
• 因为应变（strain）没有单位，所以剪切速率的 因为应变（strain） 单位是1/秒 单位是1/秒 (S-1)
生产和应用中典型的剪切速率
工艺 最小剪切速率 (1/s) (1/s) 最大剪切速率 (1/s)
• • • • • • • • • • •
反向印刷 喷溅 刮涂 混合/ 混合/搅拌 刷涂 泵输送 挤出 幕式淋涂 流平 挂流 沉降
• • • •
测试条件：LDPE 190° 测试条件：LDPE （190°C， 25mm 平行板 松弛谱 （根据Alfrey法则计算得到） （根据Alfrey法则计算得到） 主要松弛时间： ~75ms ~75ms 零剪切粘度： ~97kPas ~97kPas
参考文献
A basic introduction to rheology; Bohlin Instruments. Viscoelastic properties of polymers; J D Ferry. John Wiley & Sons. ISBN: 0-471-04894-1 An introduction to rheology; H A Barnes, J F Hutton, K Walters. Elsevier. ISBN: 0-444-87469-0
第十四章 流变学基础
流动可视为一种可逆性变形过程，与流体本身的粘度 （viscosity）有关。
测试仪器
基本参数
层流：流体流动时形成互相平行移动的液层。
剪切速度（rate of shear，Ｄ)：层流各层速度的不
同形成速度梯度，称为剪切速度。
使各液层间产生相对运动的外力叫剪切力，在单位液 层面积上所需施加的这种力称为剪切应力（shearing force，Ｓ）。
第六章 流变学基础
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第六章
第一节 基本概念
流变学基础
流变学（rheology）：主要是研究物质的变
形和流动的一门科学。
变形：物体受外力时，内部各部分的形状和体积发生 变化，称为变形。可恢复原状（可逆性）的变形为弹
性变形（elastic deformation)，反之则称为塑形变
形（plastic deformation)。
1,000 30 40 1/s 50 Shear Rate
第三节 粘度的测定
毛细管式粘度计
旋转粘度计 落球式粘度计
第四节 流变学的药剂学应用
流变学在药学研究中的重要意义在
于可应用流变学理论对乳剂、混悬
剂、半固体制剂等的剂型设计、处
方组成以及制备、质量等进行评价。
剪切应力和剪切速度是表征体系流变性质的两个基本
参数。
第二节 流变性质
一、牛顿流动
纯液体和多数低分子 溶液在层流条件下剪 切应力Ｓ与剪切速度
D
Ｄ成正比，遵循该法
则的液体为牛顿流体 （Newtonian fluid）。
S=F/A=ηD或D=S/η
S
14流变学基础
(三)胀性流体
切变稠化现象：曲线经过原点，且随
体填充 非凝聚性粒子处于密集型状态，其空隙被液
D
着剪切应力的增大其
剪切应力较低时(缓慢搅拌)，粒子排列不紊
粘性也随之增大
乱，表现为较好的流动性。 剪切应力较大(快速搅拌)，由于其粒子形成 疏松的填充状态，粒子空隙不能很好地吸 收水分而形成块状集合体，增大粒子间的
四、制剂流变性的评价方法
测定软膏、乳剂、雪花膏等半固体制剂的流变 性质，主要用penetrometer，curd tensionmeter 和spread meter进行测定。
液体
混合
半固体
固体
制备工艺 装量的生产 能力
皮肤铺展性和 压片或填充时 黏附性 粉体的流动
由剪切引起的 从瓶或管状容 粉末状或颗粒 操作效率的 二、流变学在药剂学中的应用 分散系粒子的 器中挤出制剂 状固体的充填 提高 粉碎 性 容器中液体的 流出和流入 通过管道输送 液体制剂 分散体系的物 理稳定性 与液体能够混 合的固体量 基质中药物的 释放
其保持一定应力时，应力随时间而减少的现象。
（三）双重粘弹性模型：
蠕变性：对物质附加一定重量时，表现为一定的
伸展性或形变，而且随时间变化的现象。
第三节 蠕变性质的测定方法
具体测定方法： 三个主要测定途径：
不随时间变化的静止测定法，即 r0一定时，施加应 ①测定使待测样品产生微小应变 r(t)时所需的应力 S(t)； 力 S 0； ②测定对待测样品施加应力 S(t) 时所产生的应变程度 r(t) ； 转动测定法，对于胶体和高分子溶液的粘度，其变 ③施加一定剪切速度时，测定其应力S(t)。 S 化主要依赖于剪切速度。
• 混悬剂：静止时不沉降，振摇时易倾倒， 因此选择塑性流动的助悬剂和分散媒。常 见有羧甲基纤维素钠、西黄蓍胶、海藻酸 钠。皂土、胶性硅酸镁铝混合物具有塑性 流动和触变特性，用于外用混悬剂。
流变学基础
剂型设计和制备工艺过程中流变学的主要应用领域
(一）流变学在混悬剂中的应用
➢ 流变学可应用于讨论影响混悬液中分散粒子沉降时的粘 性及经过振荡从容器中倒出混悬剂时的流变性质的变化。 同时也可以应用于投药部位的洗剂的伸展性能等方面。混 悬液在静止状态下所产生的切变应力，如果只考虑悬浮粒 子的沉降，由于其存在的力很小，故可以忽略不计。但是 ，经过振摇后把制剂从容器中倒出时可以观察到存在较大 的切变速度。
D
S
S0
(b)塑性流动
η——塑性粘度（plastic viscosity）；S0——屈伏值、致流值或降伏 值，单位为dyne·㎝-2。
塑性流体的结构变化示意图
塑性流动的特点：不过原点；有屈伏值S0； 当切应力S< S0时，形成向上弯曲的曲线； 当切应力S> S0时，切变速度D和切应力呈 直线关系。
➢在制剂中表现为假塑性流动的剂型有某些亲水性高分子溶 液及微粒分散体系处于絮凝状态的液体。
（三）胀性流动（dilatant flow）
胀性流动曲线曲线经过原点，且随着切变应力的增大其粘 性也随之增大，表现为向上突起的曲线称为胀性流动曲线（ dilatant flow curve）。
胀性液体的流动公式： D= Sn /a n<1，为胀性流体； 当n接近1时，流动接近牛顿流动。
➢ 由外部应力而产生的固体的变形，如除去其应力，则固 体恢复原状，这种性质称为弹性（Elasticity）。
➢ 把这种可逆性变形称为弹性变形（elastic deformation），而非可逆性变形称为塑性变形（plastic deformat- ion）。
14-药剂学-流变学基础
第二节 流变性质
一、牛顿流动 纯流体和多数低分子溶液在层流条件下的剪切应 力S与剪切速度D成正比，遵循该法则的液体为 牛顿流体（Newtonian fluid)。 1/ η S=F/A=ηD D=S/η 粘度与剪切速度无关， 只要温度一定，粘度就一定
D
S
粘度的单位
η= S/D Pa.s ，mPa.s 达因.厘米－2.秒（泊,p） 1泊＝0.1 Pa.s 药学中常用厘泊（cp) 1cp=10-2泊＝10-3pa.s
一、牛顿流体的粘度与测定 1、毛细管粘度计
η1 = η2 ρ2 t2 ρ1t1
奥氏粘度计 平氏粘度计 乌氏粘度计
待测液体 t
毛细管
奥氏粘度计
平氏粘度计
t
落球粘度计
η＝t(ρb-ρl).B
非牛顿流体流动性质测定
对于非牛顿流体，一般不采取测定某一切变速度 下的粘度，因为非牛顿流体的粘度不是常数，而 随切变速度变化而变化。（见图） 非牛顿流体的流动性质应采用可改变切变速度的 粘度计进行测定。 如旋转式粘度计，借助于流体中旋转物体的粘性 阻力来测定粘度。 优点：切变速度可调范围广，可自动调节至程序 切变速度。
如分散相体积比相对较低时（0.05以下）时，其 系统表现为牛顿流动；随着相体积比增加，系统 的流动性下降，表现为假塑性流动；而体积比较 高时，转变为塑性流动。体积比接近0.74时产生 相转移，粘度显著增加。 减小粒子的平均粒径能增加乳剂的粘度。 在粒子平均粒径相同的情况下，粒度分布宽的系 统，粘度较小，粒度分布窄的系统粘度较高。 乳化剂浓度越高，制剂的粘度越大 剪切速度增大时，粘度减少。原因是液滴间距离 增大所致。
S0 S
假塑性流动
随着S值的增大而粘度下降的流动称为假塑性流 动。 D=Sn/ ηa ηa 表观粘度，随剪切速度的改变而改变 n越大，非牛顿性越大， n=1为牛顿流体 甲基纤维素、西黄耆胶等 链状高分子的1％水溶液 表现为假塑性流动
第七章 流变学基础
a）牛顿型 b）胡克型。c）圣维南型
第三种类型在小于一定值的应力的作用下，物体呈现出完全刚性。但应力超过一定 值以后，物体极易流动。故其D－f 流型曲线为距原点一定距离的垂直线。这一引起 物体流动的最低应力称为流动极限值或称屈服值，这种物体称为理想塑性体或称圣 维南（St. Venen）型物体。简称S－流型。其机械模型可以用物体在底板上滑动来描 2 述，如图7－lc所示。
第七章 流变学基础
流变学（Rheology）是研究物质在外力作用下发生形变和流动的科学。它研究剪切 应力，切变速率以及时间三者之间的关系。 内容包括： 1）研究在外力作用下物体发生形变。通常作用力以剪切应力表示，形变则以切变速 率表示。 2）研究液体、胶体或悬浮液在外力作用下的流动。流动时所表现出来的一个重要性 质是粘度，因此讨论液体的粘度及其测定，悬浮液的粘度定律及其影响因素，以及 粘度与高聚物摩尔质量的关系。 7.1 流型 1、流型简介 流体，特别是胶体和悬浮液的流变行为一般都很复杂，不可能用一个简单的公式来 作统一的描述。 在研究流体的流变性时按照剪切应力 f 与切变速率 D 的关系，分成各种类型——流 型来进行讨论。 最基本的流型有三种，其他可以通过这三种基本形式组合得到。
流体的流变学和流变性
流体的流变学和流变性流体的流变学是研究流体在外力作用下变形和流动行为的科学。
流变性描述了流体在受力时的响应特性，其对于工程学、材料科学、地质学和生物学等领域具有重要意义。
本文将介绍流体的流变学基础知识、流变性的分类与特征，以及流变学在不同领域的应用。
一、流体的流变学基础知识流体的流变学基础知识包括黏度、剪切应力、剪切速率等概念。
黏度是衡量流体内部黏滞阻力大小的物理量，它描述了流体的黏稠程度。
通常用希氏粘度（Pa·s）或毫希氏粘度（mPa·s）来表示。
剪切应力是指单位面积上的切应力，即流体在受力作用下沿垂直于受力方向发生的变形力。
用帕斯卡（Pa）来表示。
剪切速率是指流体内各层之间相对运动的速率，它是剪切应力引起的流体变形速率。
通常用秒的倒数（s-1）来表示。
二、流变性的分类与特征根据流体的流变性质，流体可以分为牛顿流体和非牛顿流体。
牛顿流体是指其黏度对剪切应力的变化不敏感，黏度保持不变。
一般来说，水、气体等低粘度液体都是牛顿流体。
非牛顿流体则是指其黏度随剪切应力的变化而变化。
非牛顿流体的流变性质较为复杂，主要分为塑性流体、剪切稀化流体和剪切增稠流体等。
塑性流体是指在一定的剪切应力下才会发生塑性变形的流体，如面膜、牙膏等。
剪切稀化流体是指其黏度随剪切应力的增加而减小的流体，如可可粉、淀粉水等。
剪切增稠流体则是指其黏度随剪切应力的增加而增大的流体，如颜料、油漆等。
非牛顿流体常常表现出流变学特征，如屈服应力、流变模量、渗透率等。
这些特征能够帮助我们理解流体在不同应力下的行为，并且对于流体的使用和加工具有重要的指导作用。
三、流变学在不同领域的应用1. 工程学领域：流变学在工程学中的应用十分广泛。
例如，在涂料工业中，对涂料黏度和流动性的研究可以优化工艺流程和涂料性能。
再如在食品工业中，流变学可以帮助研究食品的质地、流动性和纹理，为新产品的开发提供指导。
2. 材料科学领域：流变学对材料的研究和评价也具有重要意义。
流变学基础
第十四章流变学基础第一节概述一、流变学的基本概念（一）流变学研究内容流变学—Rheology 来源于希腊的Rheos=Sream（流动）词语，是Bingham 和Crawford为了表示液体的流动和固体的变形现象而提出来的概念。
流变学主要是研究物质的变形和流动的一门科学。
对某一物体外加压力时，其内部各部分的形状和体积发生变化，即所谓的变形。
对固体施加外力，固体内部存在一种与外力相对抗的内力使固体保持原状。
此时在单位面积上存在的内力称为内应力（stress）。
对于外部应力而产生的固体的变形，当去除其应力时恢复原状的性质称为弹性（elasticity）。
把这种可逆性变形称为弹性变形（elastic deformation）,而非可逆性变形称为塑形变形（plastic deformation）。
流动是液体和气体的主要性质之一，流动的难易程度与流体本身的粘性（viscosity）有关，因此流动也可视为一种非可逆性变形过程。
实际上，多数物质对外力表现为弹性和粘性双重特性，称为粘弹性物质。
（二）剪切应力与剪切速度观察河道中流水，水流方向一致，但水流速度不同，中心处的水流最快，越靠近河岸的水流越慢。
因此在流速不太快时可以将流动着的液体视为互相平行移动的液层，叫层流，如图14-1。
由于各层的速度不同，便形成速度梯度du/dy，或称剪切速度。
这反映流体流动的特征。
由于流动阻力便产生速度梯度，流动较慢的液层阻滞着流动较快液层的运动。
使各液层间产生相对运动的外力叫剪切力，在单位液层面积（A）上所需施加的这种力称为剪切应力，简称剪切力（shearing force），单位为N·m-2，以S 表示。
剪切速度（rate of shear），单位为s-1，以D 表示。
剪切应力与剪切速度是表征体系流变性质的两个基本参数。
二、流变学在药剂学中的应用流变学在药学研究中的重要意义在于可以应用流变学理论对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成以及制备、质量控制等进行评价。
流变学基础(2015-4-23 21.18.15 1483)
第一节
（一）流变学研究内容
概
述
一、流变学的基本概念
流变学(rheology)是研究物体变形和流动的一门科学 物体的二重性：物体在外力作用下可观察到变形和 流动现象。 流变性：物体在外力作用下表现出来的 变形性和流动性。 流动是液体和气体的主要性质之一，流动的难易程 度与流体本身的粘性有关，因此流动可视为一种非 可逆性变形过程。
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二、流变学在药剂学中的应用
流变学理论对乳剂、混悬剂、半固
体制剂等剂型设计、处方组成以及
制备、质量控制等研究具有重要意 义。
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流变学在药学中应用
液体
a. 混合
半固体
皮肤表面上制剂的 铺展性和粘附性 从瓶或管状容器中 制剂的挤出 与液体能够混合的 固体量 从基质中药物的释放
切稠！越切越粘！
D Sn
(n<1)
a
胀性流动和触变 流动的示意图
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(三)胀性流动
在制剂中表现为胀性流动的剂型为含有大量固
体微粒的高浓度混悬剂如50%淀粉混悬剂、糊
剂等。
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疏松结构 胀性流体的结构变化示意图
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（四）触变流动
流变性
物体在外力作用下表现出来的变形性和流动性。
牛顿流体的特点是什么？
①一般为低分子的纯液体或稀溶液；
②在一定温度下，牛顿流体的粘度为常数，它只是温度的函
数，随温度升高而减小。
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非牛顿流体曲线有哪几种类型？
塑性流动、假塑性流动、胀性流动、假粘性流动
聚合物流变学知识点总结
聚合物流变学知识点总结一、聚合物的结构1. 聚合物的结构聚合物是由大量重复单体组成的高分子化合物，它的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物三种类型。
线性聚合物是由单一的链状分子组成，支化聚合物是具有分支结构的聚合物，而交联聚合物则是由互相交联的聚合物链构成的。
2. 聚合物的结构对流变性质的影响聚合物的分子结构对其流变性质有着重要的影响。
例如，线性聚合物的流变行为往往比较简单，而支化聚合物和交联聚合物因为其分子结构的复杂性而表现出更加复杂的流变行为。
3. 聚合物的分子量聚合物的分子量也是影响其流变性质的重要因素。
分子量越高，聚合物越倾向于呈现出固态的性质，例如高分子量的聚合物会表现出较高的粘度和内聚力。
4. 聚合物的形状聚合物的形状对其流变性质也有一定的影响。
例如，球形分子的聚合物在流动状态下会表现出不同于线性分子的流变行为。
二、聚合物的流变性质1. 聚合物的黏度聚合物的黏度是其在流动状态下对外部应变的抵抗力，是衡量聚合物流变性质的重要指标。
由于聚合物的复杂分子结构和内聚力，其黏度通常会随着应变速率的增加而增加，呈现出剪切稀化的特性。
2. 聚合物的弹性聚合物的弹性是指其在受力后能够恢复原状的能力。
在流变学中，弹性通常用弹性模量来描述，高分子链的可延展性和排列状态会影响聚合物的弹性模量。
3. 聚合物的流变型态聚合物在流变过程中可能会呈现出多种类型的流变行为，包括牛顿型流体、剪切稀化型流体、剪切增稠型流体等。
4. 聚合物的剪切稀化和剪切增稠在流变过程中，聚合物通常会表现出剪切稀化和剪切增稠的特性。
剪切稀化是指在剪切应力作用下，聚合物的黏度随着应变速率的增加而减小；而剪切增稠则是指聚合物的黏度随着应变速率的增加而增加。
三、流变学测试方法1. 平行板流变仪平行板流变仪是用于测定聚合物流变性质的常用实验仪器，它通过施加不同频率和幅值的应力来测量聚合物的黏度和弹性等性质。
2. 旋转流变仪旋转流变仪是另一种常用的流变学测试设备，它通过旋转圆盘或圆柱的方式来施加剪切应力，测量聚合物的流变性质。
流变学入门知识
6.实验方法
对弹性和粘弹性材料的实验方法分为 蠕变试验、应力松弛试验和动力试验三种：
1.蠕变实验：
对材料进行蠕变实验一般有对材料试件施加恒定的拉 力，以研究材料的拉伸蠕变性能的拉伸法；在专门的剪力 仪中对材料施加恒定的剪力，研究材料的剪切蠕变性能； 利பைடு நூலகம்三轴仪，对材料试件施加轴向应力和静水压力，研究 材料的单向或三向压缩蠕变性能；利用扭转流变仪，对材 料试件施加恒定的扭力，研究材料的扭转蠕变性能；以及 在梁形试件上施加恒定的弯矩，研究材料挠度蠕变性能的 弯曲法等。
7.材料的变形方式
流变学是研究材料变形与流动的科学， 那么材料形变的方式有哪些呢？
8.涉及的名词
• 应力：在某一方向上,单位面积上的内力—
—多少 • 应变：在对应于应力方向上,物体变形的相对幅 度——多大 • 剪切速率：单位时间尺度上的剪切应变— —多快 • 模量：模量表述了材料抵抗弹性变形的能力— —多硬或多软
3.流变的本质是什么？
a.通过对材料流变性能的深入了解， 或者对材料微观结构也的透彻研究， 控制这些材料的性能。 b.通过材料的流变测试，对制品的配 方开发、工艺参数优化、最终性能以 及问题解决给予指导性的帮助。
4.流变学研究内容
流变学研究内容是各种材料的蠕变 和应力松弛的现象、屈服值以及材料 的流变模型和本构方程。
9.流变学的应用范围
流变学应用在工程、地球物理、生理学和药剂学。 在工程领域，流变学对聚合材料的生产和使用产生影响， 可是塑性力学理论对于金属成型过程已经同样重要。许 多重要的工业材料，比如混凝土、油漆和巧克力具有复 杂的流动特性。地球物理包括岩浆的流动，还有在长时 间范围内表现出粘性行为的固态地球材料的流动，比如 花岗岩，就是流变体。在生理学中，许多体液具有复杂 的组成成份，并因此具有复杂的流动特性。特别是关于 血液流动的专门研究被称为血液动力学。生物流变学这 一术语用在研究更广泛领域的生物流体的流动。食品流 变学对于食品的生产和加工置关重要。
流变学的基本知识
《临床血液流变学》P5第二章流变学的基本知识第一节流变学、生物流变学及类血液流变学一、流变学流变学（rheology）一词中的rheo起源于希腊语，有流动之意。
远在公元前5世纪，人们就流传着希腊哲学家Heraclitus的一句脍炙人口的名言：“一切在流，一切在变”。
流变学一词由此而来。
然而，流变学成为一门独立学科则是20世纪20年代的事情，当时，由于橡胶、塑料、油漆、润滑剂以及食品工业的迅速发展，推动了对上述原材料的研究。
因为这些物质都包含有流动和复杂变形的结构，这些物质所具有的运动现象，很难用经典的弹性力学和流体力学的方法来分析，为此，研究这类物质的流动与变形，必须紧密结合这些物质的结构和物理、化学属性，美国的物理化学家Bingham 在对油漆、糊状粘土、印刷油墨、润滑剂以及某些食品作了大量的研究后，认为这些物质都包含有使其能够复杂变形和流动的结构，其运动方式远较一般弹性体的变形和一般液体的流动复杂。
同时还指出，这些物质的复杂变形发生在流动过程中，并对其流动产生重大影响，在他的倡议下，美国于1928年成立了流变学会，并把研究物质流动和变形的科学称为流变学。
与流体力学、弹性力学、材料力学相比，流变学有2个突出的不同特点：其一，流变学研究的重点不仅限于物质的粘性运动和弹性变形，而是兼有这2种物理属性，或者更确切地说，是由这2种物理属性结合而成的物质的新的物理属性，即粘弹性和塑弹性。
其二，流变学研究的内容和范围不仅从宏观角度去探讨物质的力学性质和行为，而且还从微观的角度去揭示物质内部结构及其理化性质与其宏观力学和运动的关系。
由此可见，流变学又可以看作是物体的力学与构成物体的物质化学互相渗透的科学，正是从这一点出发，流变学又被定义为有关物体的力学性质和力学行为的物理化学。
物质在外力作用下能够变形或运动，是物质的普遍特性，不论是液体的流动，弹性体的变形或者是更为复杂的塑性、粘弹性以及塑弹性，均属于物质流变性的表现方式。
(完整版)流变学复习
名词解释•流变学：研究材料流动及变形规律的科学。
•假塑性流体：指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体。
•韦森堡效应&爬杆现象&包轴现象：当圆棒插入容器中的高分子液体中旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。
•巴拉斯效应&挤出胀大&弹性记忆效应：指高分子被强迫挤出口模时，挤出物尺寸要大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。
•法向应力效应：聚合物材料在口模流动中，由于自身的黏弹特性，大分子链的剪切或拉伸取向导致其力学性能的各向异性，产生法向应力效应。
•松弛时间：是指物体受力变形，外力解除后材料恢复正常状态所需的时间。
•表观粘度：非牛顿型流体流动时剪切应力和剪切速率的比值。
•*入口校正：对于粘弹性流体，当从料筒进入毛细管时，由于存在一个很大的入口压力损失，因此需要通过测压力差来计算压力梯度时所进行的校正。
•本构方程：描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。
•*粘流活化能：E定义为每摩尔运动单元所需要的能量，它表征粘度对温度的依赖性，E越大，粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。
•*第二光滑挤出区：当剪切速率继续增大时，熔体在模壁附近会出现“全滑动”，这时会得到表面光滑的挤出物，这一区域称为第二光滑挤出区。
•*第一法向应力差：沿流动（受力）向的应力与垂直于流向（法向）的应力之差。
•*触变性流体：在恒温和恒定的切变速率下，粘度随时间递减的流体。
•*震凝性流体：在恒温和恒定的切变速率下，粘度随时间递增的流体。
•*平衡转矩：胶料混炼时，转矩随物料的不断均化最终达到的平衡值。
•拉伸粘度：拉伸应力与拉伸应变速率之比，表示流体对拉伸流动的阻力。
•*宾汉流体: 与牛顿型流体的流动曲线均为直线，但它不通过原点，只有当剪切应力超过一定屈服应力值之后才开始塑性流动。
粘度、稠度及流变学的基本知识
一、粘度和稠度的概念首先这里要解释一下粘聚性和粘结力，这说的就是粘度和稠度，所谓粘度，就是物质内摩擦力的总和，是流动阻力的一种量度，是剪切应力与剪切速率的比，因此也叫粘度系数。
但是这个名称有待商榷，原因马上会提到。
而稠度，是物质本身所处状态的描述，两者并不一样，比如有的东西很稠，但是不粘，但针对流动讲，两者绝大多数情况下，要表达的意思基本是一致的。
有关粘度还要说明一些。
二、流变学的基本知识流变学顾名思义，就是研究流动和形变的科学，最早由bingham提出，可用于研究所有物质，当然不包括经典的胡克弹性固体和牛顿粘性液体，因为牛顿流体力学中将粘性看作是简单的线性规律，而事实上却不是这样，他假定剪切应力剪切速率之间是线性的关系，当然，至今很多的流变学研究还是使用线性框架，流变学中提出了几个不同牛顿流体的模型，其中最为半固态流体广泛使用的，就是宾汉姆模型，它用屈服应力和塑性粘度两个参数来表征材料的流变性质，宾汉姆模型只是在牛顿流体粘度的表达式里面加了一个屈服应力的值，这个屈服应力就是指流体流动之初时的内摩擦力，符合宾汉姆模型的物体在屈服应力值之下，是固态的，仅表现一定的弹性变形，当应力值大于屈服应力，物体就变现为牛顿流体连续流动，而这时的应力值与剪切速率的比例，称为塑性粘度，它和表观粘度是不一样的，表观粘度就是粘度。
我们再来介绍一下非牛顿流体粘度的变化情况，事实上，真实材料的粘度受到剪切速率，温度，压力和剪切时间的影响极大，他并不是一个系数，而是剪切速率的一个函数，因此，粘度又叫做剪切粘度或者剪切依赖性粘度。
剪切变稀是一种比较普通的情况，也称暂时粘度降或假型性，当然也有剪切增稠，对于剪切变稀的材料，表示粘度随剪切应力变化曲线，当剪切速率很高时，粘度又趋于不变。
这也被称为触变性。
有关这些参数的测试方法，虽然已经多非常多的研究成果，但是至今还是没有一个完备的检测水泥基材料流变性能的试验方法，而对于流变性能的表征，这点上也还在争论之中，现今对于混凝土流变学的研究还比较少，对于流变性能的表征方法也还不成型，这也阻碍了粘度调节剂的普及使用。
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z
角形变矩阵表达式
x
rs 2[lrx
lry
lrz
]
1 2
yx
1 2
zx
1 2
xy
y
1 2
zy
1
2 1 2
xz yz
lsx lsy
2
lrj
T
lsj
lsz
z
速度梯度张量 Velocity Gradient Tensor
速度梯度张量 应变速率张量与转动张量 应变速率张量不变量
流变学基础知识 Foundation of Rheology
复习总结 SUM-UP
应力张量 Stress Tensor
一点处的应力状态 球形应力张量和偏斜应力张量 应力张量不变量 特殊的应力张量
一点处的应力状态
球形应力张量和偏斜应力张量
应力张量不变量
应力张量的特殊类型
静压张量
简单剪切
能量守恒方程
Conservation Equation of Energy
总能量=流动能量+热传导+应力做功+重力做功
能 量 守 恒 方 程
z
ux y
yz
ux
z
uz x
uy z
uz y
任意方向上的拉伸应变
任意两垂直方向间的剪切应变
线应变张量表达式
x
rj [lrx
lry
lrz
]
1 2
yx
1 2
zx
1 2
xy
y
1 2
zy
1
2 1 2
xz yz
lr
lrz
单轴拉伸
拉伸应变和剪切应变 Tensile and Shear strain
应力状态的描述--应变张量(P30) 任意方向上的拉伸应变(P32) 任意两垂直方向间的剪切应变(p34)
应变张量 （一点处的应变张量）
ux
x
uy
x
y
y uz
xzy
xz
u y x
速度梯度张量
应变速率张量不变量
连续性方程 Equation of continuty
单位时间内质量的累计量=进入量-流出量
偏导形式的连续性方程
全导形式的连续性方程
运动方程
Equation of movement
动量的累计量=（入动量-出动量）+力
牛顿第二定律 F=ma
运动方程 三个方向上的运动方程