rheoloogiat

Rheoloogia on teadus, mis uurib deformatsiooni ja voolamist materjalides ning püüab mõista, kuidas erinevad omadused ning jõustuvad jõud mõjutavad materjalide käitumist. Peamised küsimused hõlmavad, kuidas pinge (stress) tekitab deformatsiooni ja kuidas materjal voolab või taastub pärast koormust. Erinevad materjalid võivad näidata nii viskoosset kui ka elastset vastust ning sageli nende käitumine sõltub ajast ja kiirusest.

Põhiprintsiibid hõlmavad viskoossust, elastsust ja viskoelastilist käitumist. Viskosus kirjeldab materjali voolavust; elastsus kirjeldab püsivat deformatsiooni pärast koormuse eemaldamist; viskoelastiline materjal kombineerib mõlemad omadused ajas. Teadusklassid eristavad Newtoni vedelikke, mille pinge ja voolukiirus on lineaarse suhtega, ja mittenewtoni vedelikke, kus pinge ja voolukiirus ei ole lineaarset seost. Mõne materjali puhul esinevad aeglaselt lõõtuvad, taastuvad ning ajas sõltuvad omadused, näiteks hapuks muutuva pinge korral.

Rheoloogias kasutatakse mitmesuguseid mudeleid ja meetodeid. Üksikasjalikud kirjeldused võivad hõlmata Maxwell- ja Kelvin-Voigt-mudeleid, mis kirjeldavad viskoelastilist käitumist, ning Ostwaldi–de Waele mudelit ja Bingham’i plastikmudelit, mis kirjeldavad mittelineaarset ja/või tabavat käitumist (yield stress). Oscilli-rheoloogia ja pöörlemistermomeetrid (rheomeetrid) ning kapillaar-rheomeetrid on laialdaselt kasutatavad vahendid, mida rakendatakse vedelike, luitunud materjalide ning pehmete ainete uurimiseks.

Rheoloogia on interdistsiplinaarne valdkond, mis ühendab füüsikat, keemiat, materjaliteadust, keemiatööstust ja geofüüsikat. Rakendused hõlmavad näiteks polümeeride töötlemist, Maailm jaotust asfalti ja betooni, toiduaineid, kosmeetikat ning bioloogilisi vedelikke nagu veri ja köha. See ala aitab prognoosida materjalide käitumist tootmises, looduslikes süsteemides ja meditsiinis.