流變學(xué)的介紹 Webster’s Dictionary定義流變學(xué)為 ”材料的流動與形變的研究，其中包含彈性，黏度，和塑性。” 在這章中，我們定義黏度為 “流體分子的吸引力所引起的內(nèi)在摩擦力，此摩擦力會抵抗流體的流動。” 你的上海保圣流變儀測量此摩擦力，然后作為研究流變學(xué)的工具。此章的目的是要使你了解不同形式的流動行為以及使用上海保圣黏度計作為研究流變行為的儀器以幫助你處理任何真實流體的分析。這項信息對于黏度計的使用者提供相當(dāng)?shù)膸椭貏e是對于以黏度測量作為理論和學(xué)術(shù)方面探討的研究者而言。 

黏度是測量流體內(nèi)在摩擦力的所獲得的數(shù)值。當(dāng)某一層流體的移動會受到另一層流體移動的影響時，此摩擦力顯得極為重要。摩擦力愈大，我們就必須施予更大的力量以造成流體的移動，此力量即稱為 ”剪切（shear）”。剪切發(fā)生的條件為當(dāng)流體發(fā)生物理性地移動或分散，如傾倒、散布、噴霧、混合等等。高黏度的流體比低黏度的材料需要更大的力量才能造成流體的流動。兩不同平面但平行的流體，擁有相同的面積”A”，相隔距離”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流動，牛頓假設(shè)保持此不同流速的力量正比于流體的相對速度或速度梯度，即： F/A ＝ ηdv/dx 其中η與材料性質(zhì)有關(guān)，我們稱為”黏度”。 速度梯度，dv/dx，為測量中間層的相對速度，其描述出液體所受到的剪切，我們將它稱為”剪速（shear rate）”，以S表示；其單位為時間倒數(shù)（sec-1）。 F/A項代表了單位面積下，剪切所造成的合力，稱為”剪力（shear stress）”，以F代表；其單位為”達(dá)因每平方公分（dyne/cm2）”。 使用這些符號，黏度計可以下列數(shù)學(xué)式定義： η＝黏度＝F/S＝剪力/剪速 黏度的基本單位為 ”poise”。我們定義一材料在剪力為1達(dá)因每平方公分、剪速為1 sec-1下的黏度為100 poise。測量黏度時，你可能會遭遇到黏度的單位為 “Pa˙s” 或 “mPa˙s” 的情況，此為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，且有時較被公制命名所接受。1 Pa˙s等于10 poise；1 mPa˙s等于1 cp。 牛頓假設(shè)所有的材料在固定溫度下，黏度與剪速是沒有相關(guān)的，亦即兩倍的力量可以幫助流體移動兩倍的速度。 就我們所知，牛頓的假設(shè)只有部分是正確的。 

牛頓流體牛頓稱具有此形式流動行為的所有流體，皆稱為”牛頓（Newtonian）”，然而這只是你可能遭遇到的流體中的其中一種而已。牛頓流體的特性可參考圖4-2；圖A顯示剪力（F）和剪速（S）之間為線性關(guān)系；圖B顯示在不同剪速下，黏度皆保持一定。典型的牛頓流體為水與稀薄的機油。 上述代表的意義即為在固定溫度下，不論你所使用的黏度計型號、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速為何，牛頓流體的黏度皆保持一定。在某一剪速范圍內(nèi)所測之值，這就是為什么牛頓流體可以在所有我們的流變儀型號下操作。牛頓流體明顯地為最容易測量的流體－只要拿出你的黏度計并操作它即可。不幸的是，更常見且更復(fù)雜的流體－非牛頓流體，我們將在下一節(jié)中介紹。 

非牛頓流體概略的定義為F/S的關(guān)系不為常數(shù)，亦即當(dāng)施予不同的剪速，剪力并不隨著相同比例變化（或甚至同一方向）。這些流體的黏度會受到不同剪速的影響，同時，不同型號黏度計的設(shè)定參數(shù)、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速都會影響到非牛頓流體的黏度值。此測量的黏度值稱為流體的”表觀黏度（apparent viscosity）”，其值為正確的只有當(dāng)實驗的參數(shù)值被正確的設(shè)定且的測得。 非牛頓流體流動可以想象成流體為不同形狀和大小的分子所組成，當(dāng)它們流經(jīng)彼此，亦即流動發(fā)生時，需要多少力量才能移動它們將取決于它們的大小、形狀及黏著性。