
【化】 shear thinning
【計】 cut
【化】 shear; shear cut; shear(ing); sheared
rare; scarce; sparse; watery
burn up; change; convert; melt; spend; turn
剪切稀化(Shear Thinning)是流變學中描述非牛頓流體黏度隨剪切速率增加而降低的現象。在漢英詞典中,該術語對應英文“shear thinning”,常見于高分子材料、塗料和食品工業領域。以下為科學定義與工程應用解析:
核心原理
當流體受剪切力作用時,分子鍊或顆粒沿流動方向重新排列,導緻流動阻力減小。黏度變化遵循幂律方程:
$$ tau = K dot{gamma}^n
$$
其中$n<1$時表現為剪切稀化,$K$為稠度系數,$dot{gamma}$為剪切速率。
典型材料
常見于假塑性流體,如番茄醬、牙膏、3D打印光敏樹脂等。美國化學會《工業與工程化學研究》期刊指出,聚丙烯酰胺溶液在3000 s⁻¹剪切速率下黏度可下降98%。
工程應用
在注塑成型工藝中,剪切稀化特性使高黏度材料能在高壓下快速填充模具;英國皇家化學會《綠色化學》研究顯示,該特性可降低生物基塗料噴塗能耗達40%。
測量标準
ASTM D2196标準規定使用旋轉流變儀進行定量檢測,通過控制錐闆間隙的剪切速率梯度獲得流變曲線。
對比概念
區别于剪切增稠(如玉米澱粉懸濁液),剪切稀化體系在靜止狀态下呈現更高結構強度,此特性被應用于自修複材料的開發。
剪切稀化(Shear Thinning)是指流體在受到剪切應力或剪切速率增大時,其表觀黏度降低的現象,屬于非牛頓流體中的假塑性流動特性。以下是詳細解釋:
剪切稀化流體在靜止或低剪切速率下黏度較高,但隨着外力作用增強(如攪拌、擠壓),分子或微粒的排列方式改變,導緻流動阻力減小。例如,醬油、濃糖水等液态食品在傾倒時因剪切力作用而流動性增強。
牛頓流體(如水)的黏度與剪切速率無關,而剪切稀化流體的黏度會隨外力動态變化,這種特性使其在食品加工、化工等領域有特殊應用。
如需進一步了解具體應用場景或實驗數據,可參考(搜狗百科)和(均質工藝分析)。
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