石墨烯对剪切增稠液挤压流动力学性能的影响

含有剪切增稠液的振动控制装置在服役阶段涉及挤压过程,研究剪切增稠液的挤压力学性能有着重要的意义.采用石墨烯增强纯二氧化硅纳米颗粒剪切增稠液,并利用旋转流变仪开展了挤压流动实验,测试了不同剪切增稠液的流变性能和挤压流动力学性能,得到了黏度曲线以及不同挤压速度下法向应力和临界间隙的变化规律,分析了石墨烯对剪切增稠液流变性能和挤压流动力学性能的影响.结果表明,石墨烯增强的剪切增稠液的剪切增稠效应得到明显提高,其剪切增稠阶段的黏度峰值为599.42 Pa·s,与纯剪切增稠液相比提高了74％;同时在不同挤压工况下,随着石墨烯体积分数的增大,剪切增稠液的法向应力和临界间隙增大,其承载能力得到显著提高.在此基础上,基于流体润滑理论,讨论了石墨烯对剪切增稠液挤压流动力学性能的影响机理,将法向应力和临界间隙的增大归因于石墨烯能有效地阻碍纳米颗粒的滑动以及石墨烯与石墨烯之间、石墨烯与颗粒之间所存在的流体润滑力.本文的工作为设计挤压模式下的高性能剪切增稠液装置提供参考.