流变特性

　　流变特性1是物体在外力作用下发生的应变与其应力之间的定量关系。这种应变（流动或变形）与物体的性质和内部结构有关，也与物体内部质点之间相对运动状态有关。如胶体体系的流变特性不仅是单个粒子性质的反映，而且也是粒子与粒子之间，以及粒子与溶剂之间相互作用的结果。因此不同的物质具有不同的流变特性。

　　流变模型与流变特性

　　在流变学研究中，是用某些理想元件组成的模型来模拟某些真实物体的流变特性，并导出其流变方程。

　　流变模型常用3个基本元件来表示1

　　(1)一个具有完全弹性的弹簧，表示理想弹性固体，其应力与应变关系服从胡克定律，此主件为胡克固体模型。

　　(2)一个带孔的活塞在充满粘性液体的粘壶内运动，表示理想粘性液体服从牛顿液体定律，此元件为牛顿液体模型(NewtoniunLiquidModel)，流变方程式为：t=ny式中n为粘度系数，y为速度梯度。

　　(3)一个静置在桌面上的重物，重物与桌面间存在摩擦力。当作用力P略超过摩擦力f时，重物即以匀速运动。表示理想塑性固体，此元件称为圣维南体模型(St，VenantBodyModel)。

　　若将上述元件串联或并联起来，进行不同的组合，就能模拟出各种物体的流变特性，并导出其流变方程。方程式中的常数就表述某一物体(或某一材料)的流变特性。如牛顿型流体的粘度不随外界剪切应力而变，是个常数，剪切应力与剪切速度成正 比，流变曲线是直线，并通过原点，即在任意小的外力作用下，液体就可流动。用粘度这一数值就能表征牛顿流体的特性。

　　与时间无关的流动曲线

　　根据实验总结，在固体与液体的混合体系(固体粒子分散在液体中的体系)中，与时间无关的流动曲线有如下6种1：

　　1-牛顿流动。t-y关系为通过原点的直线，粘度n恒定；

　　2-宾汉流动。t-y关系从t轴的某一点(屈服值)起为直线。屈服后粘度接近恒定；

　　3-假塑性流动。t-y关系凸向t轴，粘度n随剪切速度增大而下降；

　　4-具有屈服值的假塑性流动。t-y关系从t轴的某一点(屈服值)起开始向t轴凸出，粘度n随剪切速度增大而下降；

　　5-胀性流动。t-y关系凹向r轴，粘度n随剪切速度增大而增大；

　　6-具有屈服值的胀性流动。t=y关系从t轴的某一点(屈服值)起凹向t轴，在屈服后粘度下降，随后又随剪切速度增大而缓慢上升。

　　除上述与时间无关的流动特性外，还有一类与时间有关的流动特性。一般是在一定剪切速度下，测定应力随时间的变化。

　　相关背景

　　总而言之，真实物体(或材料)在外力作用下都将发生形变(或流动)，按其性质不同，形变可分为弹性变形、粘性流动和塑性流动1。

　　然而，在许多情况下，也有既具有粘性又具有弹性的粘弹性物体的异常流动特性，诸如含某些固体物质的悬浮液，高分子聚合物、橡胶、涂料、粘土泥浆等。

　　浇注耐火材料就是一类具有异常流变特性的典型材料。它是由粗颗粒料、细粉、超细粉、水泥和分散剂组成的。从加水拌合开始，水泥开始发生水化反应，随着水化反应的不断进行，体系的流变特性也不断发生变化，从开始时以粘塑性为主逐渐向粘一弹性变化。其流变特性与浇注料中的基质材质、固/液比例(即灰/水比)、固体粒子形态、固体粒子表面所带的电性有关。因此，掌握流变学的基本理论，研究不同材料的流变特性，就可为调整材料的配比，控制材料的制备工艺提供依据，从而改善材料的施工性能，提高其理化性能和应用效果。

　　本词条内容贡献者为:

　　石季英 - 副教授 - 天津大学