Rheológia

Rheológia a deformációk és áramlások tudománya, amely a különböző anyagok válaszát vizsgálja a rájuk kifejtett erők függvényében. A vizsgált anyagok köre széles: folyadékok, paszták, gélek és szuszpenziók; a szemcsés és halmazállapotú anyagok viselkedését is leírhatja. A terület a belső szerkezet és kölcsönhatások hatására kialakuló idő- és sebességfüggő válaszokat elemzi.

Fő fogalmai közé tartozik a viszkozitás, amely a folyadék ellenállását jelöli, és a viszkoelaszticitás, amely a folyadékban megjelenő folyékony és elasztikus komponensek kombinációját írja le. Nem-Newtoni anyagokról beszélünk, ha a viszkozitás a nyírási sebesség függvényében változik, például shear-thinning vagy shear-thickening jelenségek esetén.

Mérések és eszközök: rheométerek lehetnek rotációsak vagy kapilláris alapúak; gyakran cone-plate vagy parallel-plate felületeken végzik a mérést. A vizsgálatok közé tartozik a steady shear (állandó nyírás), oszcilláló nyírás, creep és relaxáció. Az idő- és hőmérsékletfüggő viselkedést gyakran idő–hőmérséklet szuperpozícióval modellezik.

Modellek közé tartoznak a Newton-féle, Bingham, Herschel–Bulkley és Ostwald–de Waele típusú összefüggések, melyek különböző mértékben írják le a nyíróerő és a folyás közötti kapcsolatot. A rheológia nélkülözhetetlen az anyagok jellemzéséhez és a gyártási folyamatok tervezéséhez: polimerek, élelmiszerek, kozmetikumok, gyógyszeripar és talajdinamika területein.