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Versuch P3. Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion.

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Präsentation zum Thema: "Versuch P3. Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion."—  Präsentation transkript:

1 Versuch P3

2 Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion

3 Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion

4 Rheologie Von griech. rhei fliessen und logos Lehre Lehre des Verformungs- und Fliessverhalten Viskoelastizität Viskoses und elastisches Verhalten Dominierendes Verhalten hängt von Verformungsgeschwindigkeit ab Rheologisch einfache Flüssigkeit: Gehorchen dem Zeit- Temperaturverschiebungsprinzip

5 Kleine Deformationsgeschwindigkeiten Kräftegleichgewicht Strömung verursacht Orientierung der Teilchen und damit Spannung Reptationsbewegung wirkt spannungsabbauend Reptationszeit: Durch physikalische Verschlaufungen dauert es eine Zeit τ d bis zum GG Funktion der Zeit

6 Gleichgewichtsscheranlaufkurve: Schernullviskosität: Normalspannungskoeffizient: Grenzfall:

7 Hohe Deformationsgeschwindigkeiten Maximum Starke Abnahme für hohe Deformationsgeschwindigkeiten (weniger Verschlaufungen) Beide Werte konvergieren für t ( = const) gegen einen Gleichgewichtswert

8 Cox-Merz-Regel Viskosität aus dynamischen Messungen ergeben GG-Werten bei hohen Frequenzversuch bei hohen ω einfacher Gleissle Spiegelrelation GG-Werte bei bei hohen ergeben sich aus der Scheranlaufkurve Ermöglichen Vorhersage von nichtlinearen Daten aus linearen Experimenten

9 Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion

10 Probe: PDMS (Polydimethylsiloxan, 04A006) Apparatur: MCR 300 (Physica, Modular Compact Rheometer) ARES

11 MESSAPPARATUR MCR 300 Kegelwinkel α= 6° Probenradius R= 12,83 mm Tourenzahl n

12 Schergeschwindigkeit [1/s] Schubspannung [Pa] n= Tourenzahl M= Drehmoment R=Radius α=Kegelwinkel

13 Normalspannungsdifferenz N1 F= Kraft R=Radius

14 Kugel formen, wiegen Auf Rheometerplatte, Masse und Dichte eingeben Kegel auf die Probe hinunterlassen Probe equilibrieren, 5 Minuten stehen lassen Messung durchführen Scherrheometer : misst Drehmoment M Normalkraft F. Schubspannung p21 und Normalspannungsdierenz N1 berechnen

15 VersuchSchergeschwindig- keit [1/s] Scherdefor- mation Versuchsdauer [s]Anzahl Messpunkte

16 FrequenzbereichAmplitudePunkte pro Dekade rad/s10 %5

17 Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion

18 n τiτi gigi [-][s][Pa] Diskretes Relaxationszeitenspektrum von PDMS 04A006 bei 25°C Berechnung: Einhüllenden Gleissle Spiegelung Cox-Merz Relation

19

20 n τiτi gigi [-][s][Pa]

21

22 Gleissle Spiegelung

23 Cox-Merz Relation

24 p 21 (γ) N1(γ)N1(γ)

25 lη * l(ω) n 0 (t)

26 Theorie Begriffe Lineare/Nichtlineare Viskoelastizität Abbildungsrelationen Materialien und Methoden Resultate Diskussion

27 Viskositäten bei höheren Schergeschwindigkeiten weichen mehr von der Gleichgewichtsscheranlaufkurve ab Maxima P 21 unter LVE Bedingungen linear und N 1 quadratisch mit Schergeschwindigkeit

28 Cox-Merz-Regel erfüllt Geissle Spiegelungsrelation bestätigt


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