
【化】 pseudo-plasticity; pseudoplastic
artificial; fake; false; furlough; holiday; if; sham
【計】 F
【醫】 pseud-; pseudo-
model; mold
假塑性(Pseudoplasticity)是流變學中描述非牛頓流體行為的重要概念,指流體在受到剪切應力作用時表現出的粘度隨剪切速率增加而降低的特性。其英文術語"Pseudoplastic"由希臘語"pseudo"(虛假)和"plastic"(塑性)構成,字面理解為"類塑性"的流動行為。
根據美國化學會(ACS)出版物《工業與工程化學研究》的定義,假塑性流體的表觀粘度(η)與剪切速率(γ̇)成反比關系,符合幂律公式: $$ η = Kγ̇^{n-1} $$ 其中K為稠度系數,n為流動指數(n<1)。英國皇家化學會(RSC)《物理化學化學物理》期刊指出,這種剪切稀化現象源于流體内部結構在應力作用下發生的可逆性解離,如高分子鍊的定向排列或顆粒聚集體的分散。
在工程應用領域,美國機械工程師協會(ASME)流體工程分會列舉的典型假塑性物質包括:塗料、血液、洗發水等。這些物質在靜置時呈現較高粘度,但在攪拌或擠壓過程中粘度顯著下降,這種特性對泵送系統和噴霧裝置的設計具有重要指導價值。
與脹塑性流體(Dilatant)相反,假塑性材料在突加載荷下可能産生"剪切帶"現象。德國Springer出版社《流變學基礎》教材通過應變率突變實驗證明,這種現象會導緻材料局部流動特性發生突變,在注塑成型工藝中需要特别注意。
假塑性是非牛頓流體的一種特性,其核心特征為粘度隨剪切速率增大而減小(即剪切稀化現象),且無屈服應力。以下是詳細解釋:
基本定義
假塑性流體在外力作用下表現出非線性流動行為,其剪應力(τ)與剪切速率(D)的關系可用幂律函數描述:
$$tau = K cdot D^n$$
其中,$0 < n < 1$,$K$為稠度指數。當$n=1$時為牛頓流體,$n$越小則剪切稀化越顯著。
關鍵特性
應用領域
工業中利用其剪切稀化特性實現高效操作,如塗料噴塗(高速剪切降低粘度便于霧化)、食品加工(醬料泵送)等。
如需更完整的流變學分類或數學推導,可參考流體力學相關權威資料。
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