ВИСКОЗИМЕ́ТРИЯ

ВИСКОЗИМЕ́ТРИЯ (от лат. viscosus – клей­кий, вяз­кий и ...мет­рия), со­во­куп­ность ме­то­дов из­ме­ре­ния вяз­ко­сти жид­ко­стей и га­зов. При­бо­ры, ис­поль­зуе­мые в В., на­зы­ва­ют­ся вис­ко­зи­мет­ра­ми. Боль­шой диа­па­зон зна­че­ний ди­на­ми­че­ской вяз­ко­сти $η$ (от 10^–6 Па·с для га­зов до 10¹² Па·с для рас­пла­вов поли­ме­ров) и свойств ис­сле­дуе­мых сред обу­сло­ви­ли раз­но­об­ра­зие ме­то­дов В. и вис­ко­зи­мет­ров, по­зво­ляю­щих из­ме­рять $η$ при тем­пе­ра­ту­рах от не­сколь­ких К до св. 1500 К и дав­ле­ни­ях до 1 ГПа, а так­же $η$ сжи­жен­ных га­зов и рас­плав­лен­ных ме­тал­лов, аг­рес­сив­ных, ядо­ви­тых или не­ста­биль­ных сред, $η$ жид­ко­стей в жи­вом ор­га­низ­ме или в ап­па­ра­ту­ре не­по­сред­ст­вен­но в хо­де тех­но­ло­гического про­цес­са и др.

Клас­си­фи­ка­ция ме­то­дов В. ос­но­ва­на на гео­мет­рич. осо­бен­но­стях ла­ми­нар­но­го те­че­ния, соз­да­вае­мо­го для из­ме­ре­ния $η$. Оп­ре­де­ле­ние вяз­ко­сти ка­пил­ляр­ным вис­ко­зи­мет­ром ос­но­ва­но на Пуа­зёй­ля за­ко­не и со­сто­ит в из­ме­ре­нии вре­ме­ни про­те­ка­ния из­вест­но­го ко­ли­че­ст­ва жид­ко­сти или га­за че­рез ка­либ­ро­ван­ный ка­пил­ляр при за­дан­ном пе­ре­па­де дав­ле­ния. Ка­пил­ляр­ная В. рас­тво­ров по­ли­ме­ров ис­поль­зу­ет­ся для оп­ре­де­ле­ния фор­мы и раз­ме­ров изо­ли­ро­ван­ных мак­ро­мо­ле­кул. При ро­та­ци­он­ной В. ис­сле­дуе­мое ве­ще­ст­во по­ме­ща­ют в за­зо­ре ме­ж­ду дву­мя со­ос­ны­ми те­ла­ми (ци­лин­д­ры, ко­ну­сы, сфе­ры или их со­че­та­ние), при­чём од­но из тел вра­ща­ет­ся, а дру­гое не­по­движ­но. Вяз­кость оп­ре­де­ля­ет­ся по кру­тя­ще­му мо­мен­ту при за­дан­ной уг­ло­вой ско­ро­сти или по уг­ло­вой ско­ро­сти при за­дан­ном кру­тя­щем мо­мен­те. Ро­та­ци­он­ная В. при­ме­ня­ет­ся для изу­че­ния вяз­ко­уп­ру­гих свойств рас­тво­ров и рас­пла­вов по­ли­ме­ров.

Вяз­кость из­ме­ря­ют так­же по сдви­гу па­рал­лель­ных пла­стин, ме­ж­ду ко­то­ры­ми по­ме­ще­но ис­сле­дуе­мое ве­ще­ст­во. В этом слу­чае $η$ оп­ре­де­ля­ет­ся ско­ро­стью дви­же­ния од­ной из пла­стин от­но­си­тель­но дру­гой под дей­ст­ви­ем за­дан­ной си­лы. В ме­то­де па­даю­ще­го ша­ри­ка, ос­но­ван­ном на Сто­кса за­ко­не, из­ме­ря­ют ско­рость ус­та­но­вив­ше­го­ся дви­же­ния ша­ри­ка в ис­сле­дуе­мой сре­де под дей­ст­ви­ем си­лы тя­же­сти. Виб­ра­ци­он­ные ме­то­ды В. ос­но­ва­ны на из­ме­ре­нии со­про­тив­ле­ния ис­сле­дуе­мой сре­ды пе­рио­дическим ко­ле­ба­ни­ям твёр­до­го те­ла ли­бо ско­ро­сти за­ту­ха­ния ко­ле­ба­ний вы­ве­ден­но­го из рав­но­ве­сия твёр­до­го те­ла, за­кре­п­лён­но­го на уп­ру­гом под­ве­се и по­ме­щён­но­го в ис­сле­дуе­мую сре­ду.

Ульт­ра­зву­ко­вая В. ос­но­ва­на на из­ме­ре­нии ско­ро­сти за­ту­ха­ния ко­ле­ба­ний пла­стин­ки из маг­ни­то­ст­рик­ци­он­но­го ма­те­риа­ла, по­гру­жён­ной в ис­сле­дуе­мую сре­ду. Ко­ле­ба­ния воз­бу­ж­да­ют­ся ко­рот­ки­ми (дли­тель­но­стью ок. 10–30 мкс) им­пуль­са­ми то­ка в ка­туш­ке, на­мо­тан­ной на пла­стин­ку. При ко­ле­ба­ни­ях пла­стин­ки в этой ка­туш­ке на­во­дит­ся эдс, про­пор­цио­наль­ная ско­ро­сти пла­стин­ки, ко­ле­ба­ния ко­то­рой за­ту­ха­ют тем бы­ст­рее, чем боль­ше вяз­кость сре­ды. При умень­ше­нии эдс до не­ко­то­ро­го по­ро­го­во­го зна­че­ния в ка­туш­ку по­сту­па­ет но­вый воз­бу­ж­даю­щий им­пульс. Вяз­кость сре­ды оп­ре­де­ля­ют по час­то­те сле­до­ва­ния им­пуль­сов.

Осо­бую груп­пу об­ра­зу­ют ме­то­ды из­ме­ре­ния вяз­ко­сти в ма­лых объ­ё­мах сре­ды (мик­ро­вяз­кость). Они ос­но­ва­ны на на­блю­де­нии бро­унов­ско­го дви­же­ния, по­движ­но­сти ио­нов, диф­фу­зии час­тиц.