Études rhéologiques de référence sous stimulation électrique
Comment vos matériaux changent-ils lorsqu’ils sont exposés à une charge électrique ?
L’accessoire d’électrorhéologie (ER) des rhéomètres ARES-G2 et ARES-G3 permet d’étudier la rhéologie innovante des matériaux en réponse à des stimuli électriques externes. Cet accessoire peut appliquer jusqu’à 4 000 volts au cours d’une expérience et est compatible avec les géométries à plan/plan et cylindres concentriques. La tension est appliquée à l’échantillon via un amplificateur Trek à l’aide d’un câble haute tension. Les profils de tension AC et DC sont tous deux pris en charge. Un bloc isolant spécialement conçu, situé entre le moyeu du capteur et la géométrie supérieure, isole la tension appliquée des circuits électriques du rhéomètre ARES. Même en présence d’un champ électrique élevé, la sécurité de l’opérateur est une préoccupation majeure. C’est pourquoi les rhéomètres ARES-G2 et ARES-G3 sont équipés de protections en polycarbonate spécialement conçues, dotées de déclencheurs à verrouillage pour protéger contre les chocs électriques. Lorsque le bouclier est retiré, le champ électrique est immédiatement désactivé.
Caractéristiques et avantages
- Compatible avec le système Peltier avancé (APS) dans une plage de température comprise entre -10 °C et 150 °C.
- Choix entre des plan/plan en acier inoxydable de 25 mm et 50 mm et des géométries cylindriques concentriques de 28 mm de diamètre
- Large plage de tension : 4000 VCC, 400 VCA (8000 V crête à crête)
- Entièrement programmable à partir du logiciel TRIOS
- Intègre des dispositifs d’interverrouillage (interlocks) assurant une utilisation en toute sécurité
Tension par paliers sur une suspension d’amidon sous cisaillement constant
Une solution à 10 % d’amidon dans de l’huile de silicone présente des changements spectaculaires et réversibles dans sa structure lorsqu’elle est soumise à une haute tension. La figure montre la viscosité en fonction du temps avec une tension continue variable, de 500 à 4000 V, appliquée pendant 100 s. L’essai rhéologique sous-jacent est effectué à une vitesse constante de 1 s-1, ce qui minimise les perturbations du processus de structuration. Lorsqu’un champ électrique est appliqué, la polarisation des particules d’amidon dans l’huile de silicone non conductrice entraîne la formation de filaments : les particules d’amidon s’alignent alors entre les plaques de l’électrode. Cette orientation est responsable de la forte augmentation de la viscosité.
Le temps nécessaire pour aligner les particules dépend de la viscosité du fluide de suspension et de la puissance du champ électrique. Étant donné que, sous le taux de cisaillement appliqué, la déformation du processus de structuration n’est pas complètement éliminée, une viscosité maximale est observée lorsque l’équilibre dynamique entre la formation et la rupture des chaînes de particules alignées est atteint.
