전기 자극 조건에서의 결정적인 유변학 연구 분석
전하에 노출되었을 때 귀하의 재료는 어떻게 변화합니까?
ARES-G2 및 ARES-G3 레오미터의 전기유변학(ER) 액세서리는 외부 전기 자극에 반응하여 나타나는 재료의 독특한 유변학적 거동을 조사할 수 있는 최적의 환경을 제공합니다. 본 액세서리는 실험 중 최대 4,000V의 고전압을 인가할 수 있으며, 평행판 및 동심 실린더 지오메트리 모두와 호환됩니다. 테스트 전압은 고전압 전용 케이블을 통해 Trek 앰플리파이어(Trek Amplifier)로부터 시료에 전달되며, AC 및 DC 전압 프로파일을 모두 지원하여 다양한 전기적 조건을 모사할 수 있습니다. 트랜스듀서 허브와 상부 지오메트리 사이에 위치한 특수 설계된 절연 블록(Insulator block)은 인가된 고전압이 레오미터의 정밀 전기 회로에 영향을 주지 않도록 완벽하게 분리하여 장비의 안전성과 데이터의 정밀도를 동시에 보장합니다. 고전압 전장이 형성되는 극한의 실험 조건에서도 작업자의 안전은 최우선으로 고려됩니다. ARES-G2 및 ARES-G3 레오미터 전용으로 설계된 폴리카보네이트 보호 실드는 인터록 트리거를 탑재하여 전기 충격으로부터 작업자를 완벽하게 보호합니다. 안전을 위해 실드를 개방하거나 제거하는 즉시 전장이 자동으로 차단되도록 설계되었습니다.
특징 및 장점
- 고급 펠티어 시스템(APS)과 완벽하게 호환되어, 전장 변화에 따른 시료의 온도 의존성을 정밀하게 분석할 수 있습니다.
- 시료의 특성과 점도 범위에 따라 25mm 및 50mm 스테인리스 스틸 평행판 또는 28mm 직경의 동심 실린더 지오메트리를 선택하여 사용할 수 있습니다.
- 광범위한 전압 제어 범위: 4000 VDC, 400 VAC (8000 V Peak-to-Peak)의 고전압 출력을 지원합니다.
- TRIOS 소프트웨어를 통해 모든 전압 인가 프로파일을 완벽하게 프로그래밍하고 자동화할 수 있습니다.
- 인터록 트리거(Interlock triggers) 시스템과 통합되어 고전압 실험 시에도 작업자의 안전을 완벽하게 보장합니다.
정상 유동 상태에서 전분 현탁액의 스텝 전압 응답 분석
실리콘 오일에 분산된 10% 전분 현탁액은 고전압 인가 시 내부 구조가 극적으로 변화하며, 전장 제거 시 다시 원래 상태로 돌아오는 우수한 가역성을 보여줍니다. 그래프는 100초 동안 500V에서 4000V까지 다양한 DC 전압을 단계적으로 인가했을 때, 전압 크기에 비례하여 실시간으로 급증하는 시간 의존적 점도 거동을 보여줍니다. 본 실험은 1 s⁻¹의 일정한 전단 속도 하에서 수행되었습니다. 이는 전기장에 의한 내부 구조 형성 과정에 미치는 기계적 간섭을 최소화하기 위함입니다. 전기장이 인가되면 비전도성 실리콘 오일 내의 전분 입자들이 분극되면서 서로 사슬처럼 연결되는 스트링 현상이 발생하며, 이 입자들은 전극판 사이에서 전기장 방향으로 정렬됩니다. 이러한 입자들의 배향 및 사슬 구조 형성이 점도를 급격히 상승시키는 직접적인 원인입니다.
입자들이 정렬되는 데 소요되는 응답 시간은 분산매의 점도와 인가된 전기장의 강도에 따라 결정됩니다. 인가된 전단 속도로 인해 구조 형성 과정에서의 변형을 완전히 배제할 수는 없으므로, 입자 사슬의 형성과 파괴가 동시에 일어나는 동적 평형 상태에 도달했을 때 최대 점도가 관찰됩니다.
