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宜建制备多用途 “微质构仪”

时间:2021-11-30      阅读:1344

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宜建的 “微质构仪”


微质构仪包括力学测控系统,形变可视化记录系统,数据处理软件。其中力学测控系统主要包括毫米级探头,力传感器,纳米位移台,数据采集卡,信号调理器。形变可视化记录系统由显微镜和相机在电脑上成像和保存。数据处理软件可直接得出样品的各种质构特性。

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这款微质构仪通过施加一个可控的负载至产品,并以负载和时间或位移的形式记录下产品的受力响应,从而产生形变曲线。通过分析曲线可以得到产品的物理特性。

“微质构仪”顾名思义,和传统的质构仪相比是微型的。微型体现三个方面,第一:探头的尺寸(比如0.2mm-1mm)。第二:实验时加载的距离(微米级别)。第三:样品的形变是微小的。

微质构仪的力传感器的分辨率为0.05 mN,最大载荷可达30克。信号放大器可以将压力传感器产生的微弱电信号放大。具有良好的线性度和稳定性。数据采集卡的频率在20Hz ~ 1000Hz之间,易于编程和控制。微米位移工作台行程20mm,便于固定在其上的压力传感器上下移动。微质构仪的力传感器非常敏感,配有橡胶阻尼隔震台来消除不必要的干扰。显微镜和摄像机,采用计算机控制、可拍摄记载实验过程。

微质构仪的圆柱形探针直径可分别为1 mm、0.5 mm、0.2 mm,甚至可以更小。探针的形状也可以是球形和圆锥形。微质构仪有4种测试模式,包括:一个单压缩循环,压缩并保持,多次压缩,凝胶强度试验。通过分析力和位移曲线或者力和时间曲线,可以得到样品的各项质构特性,例如:硬度,脆性,内聚性,弹性,胶着性,咀嚼性,回复性,粘性,泊松比,溶剂扩散系数,粘性松弛时间和粘性松弛程度(凝胶类样品)。

使用微质构仪实验时,只需对样品的加载距离设置到几十到几百微米,对此我们称之为压痕实验。微小的形变基本不会对样品本身带来任何的损伤。但足以使力传感器感受到电信号,从而通过软件分析出样品的质构特性。对于样品本身特别小,不易夹持,不易做拉伸实验的,微质构仪也是一个很不错的选择。很多样品制备不易且费用较高,微质构以在测量时可以保证不损坏,让样品得以继续使用。而且实验的整个过程都可以通过显微镜和摄像机观测到并记录下来。

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该仪器已经用来研究乳清蛋白水凝胶的粘弹性,乳清蛋白水凝胶的应力松弛实验,非共价相互作用在凝胶pH值为2-11的热定形乳清蛋白水凝胶碱性溶解中的作用。目前也应用于各种食物,熟米,绿豆等,还有超薄硅胶材料,喷雾过的粉末,以及喷雾后的单液滴的硬度的测量等等。

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