• 可与高级帕尔帖系统（APS）搭配使用，温度范围 −10°C至150°C
• 可选25mm 与50mm不锈钢平行板，以及28mm同心圆筒夹具
• 宽电压范围：4000V直流、400V交流（8000V峰峰值）
• 可通过TRIOS软件完全编程控制
• 集成联锁触发机制，确保安全操作

在硅油中的10%淀粉溶液在高电压作用下表现出显著且可逆的结构变化。图示为施加500–4000V直流电压（持续100s）时的时间依赖黏度变化。测试采用 1s⁻¹的恒定剪切速率，以尽量减少对结构形成过程的干扰。施加电场后，非导电硅油中的淀粉颗粒发生极化并形成链状结构，沿电极板方向排列。这种取向结构导致黏度显著升高。

颗粒取向所需时间取决于悬浮液黏度与电场强度。由于施加的剪切速率无法完全避免结构变形，当链状结构的形成与断裂达到动态平衡时，会出现最大黏度。

ARES-G2 和 ARES-G3 流变仪的界面附件由一个专利的铂铱合金测量环和一个专门设计的Delrin（聚甲醛）槽组。这些材质兼具化学惰性与易清洁的特点。测试槽采用独特的双壁结构设计，可在夹具表面两侧形成边界清晰的界面剪切面，大幅提升对液-气界面单分子层黏弹性响应的检测灵敏度

双壁环能实现真正的黏弹性定量测试，核心原因在于界面会被锚定在夹具测试环的菱形截面上。该专利测试环（专利号：7,926,326）直径为60mm，设计兼顾操作便捷性与检测灵敏度最大化。使用双壁环夹具可直接测量低至10^-5Pa.s.m的界面黏度，且无需进行复杂的底相校正。得益于ARES流变仪独特的电机-传感器分离（SMT）设计，可消除仪器惯量带来的干扰，使得该界面测试系统能在行业内更宽的频率范围内开展振荡测试。

失水山梨醇三硬脂酸酯（SPAN 65）是一种具有非线性结构的复杂表面活性剂，可选择性地富集在水-十二烷界面上，形成黏弹性单分子膜。图中显示了用ARES-G2和ARES-G3流变仪的双壁环系统对该单分子膜界面性能的表征结果。左侧谱图为界面在70分钟内的形成过程，储能模量随时间持续上升，体现界面逐步形成与强化。右侧的频率扫描数据量化了界面组装的黏弹性特征。测试结果显示在0.2rad/s处出现明显的模量交点，且在高频段呈现出主导的弹性特征，这一现象印证了该界面形成了稳定的强结构。高质量的测试数据充分体现了ARES流变仪高灵敏度、无惯量干扰的独特优势，即便在100rad/s的高频条件下，也能对弱结构界面完成精准的黏弹性表征。

• 通过延迟边缘破裂，可在LAOS测试中获得更高应变，并在聚合物流变中实现更高剪切速率。
• 减少样品修边带来的操作员依赖性，提高数据重现性。
• 紧凑设计可与FCO的−150°C至600°C高精度、快速响应温控完全兼容。
• 独特结构便于安装、对准与清洁，从而提升测试通量。

CPP夹具由一个25mm环形板与一根固定在 ARESG2/G3流变仪机架上的中空轴组成。环形区域中央设有一个10mm小圆板，作为有效测量面，与扭矩/法向力传感器相连。下部夹具为直径25mm、锥角0.1rad的锥形夹具。由于测量发生在内侧10mm的有效测量面，边缘断裂初期不会影响数据，从而可对聚合物熔体等材料进行前所未有的LAOS与稳态剪切测试。此外，有效测量面的样品边缘被同种材料“包围”，大幅降低样品修边的影响，提高数据重现性并减少操作员依赖性。最后，该夹具对准要求极低，并可轻松拆卸以便清洁。

下图展示了使用标准锥板夹具与分区锥板夹具测量LDPE时，基本剪切模量与相对谐波强度随应变幅度变化的关系。在80%应变以内，CPP与标准夹具的结果一致性良好。超过80%后，标准夹具测得的剪切模量明显低于 CPP。标准锥板夹具在高应变下发生边缘断裂，会破坏样品状态，导致模量测量偏低。CPP对此类伪影不敏感，可在高达3000%应变下获得可靠数据。谐波强度在两种夹具间保持一致，但严重断裂会使 80% 应变以上的剪切模量失效。

CPP夹具在高应变下也能提供更一致的稳态结果。在CPP配置下，测得的法向力由第一与第二法向应力差共同贡献。通过标准与CPP夹具的对比实验，可提取第二法向应力差。

• 高投资回报率（ROI）——无需持续承担液氮成本，预计2–3年即可回本*
• 冷却气体供应无限，确保实验过程中不会中断。
• 无闲置液氮罐蒸发造成的浪费。
• 始终具备亚环境测试能力，提高测试通量。
• 消除安全隐患：
  • 无因氮气过量导致的窒息风险。
  • 无需搬运沉重的液氮罐。
  • 不含氯氟烃（CFC）。
• 为液氮供应受限或无法使用液氮的实验室提供低温冷却能力。
• 低噪音、耐用型压缩机。
• 占地面积小，相比液氮方案可显著节省实验室空间。

* ROI计算基于等效液氮方案的初始投入与每周使用一罐120L液氮（每罐125美元）的估算成本差异。

• 兼容高级帕尔帖系统（APS）和强制对流炉（FCO）
• 可表征干态 / 润滑条件下材料的磨损特性与摩擦系数
• 独特的自对中结构设计，实验过程中始终保持稳定的固-固接触
• 模块化夹具组合适配多种材料与实验场景，可灵活选择接触形式
• 配件可互换，支持定制化基材测试
• 软件自动计算各类摩擦相关参数
• 安装与拆卸操作简便

	温度范围		最大载荷力	最大滑动速度
	APS	FCO
环在板上	-10oC至150oC	-150oC至180oC	20N	4.5m/s
球在三板	-10oC至150oC	-150oC至350oC	28N	2.7m/s
四球	-10oC至150oC	-150oC至350oC	24N	2.3m/s
三球在板	-10oC to 150oC	-150oC to 180oC	20N	4.5m/s

不锈钢环与聚氯乙烯板的摩擦测试：图中显示了以硅油为润滑剂时，不锈钢环与聚氯乙烯板接触面的摩擦系数变化。随着两表面滑动速度的提升，摩擦系数先呈下降趋势，后随速度持续升高而规律性增大，且该变化与轴向载荷显著相关。摩擦系数初期下降，反映出硅油对接触面的润滑作用；而高速下摩擦系数升高，表明体系进入斯特里贝克曲线的流体动力润滑区，此时摩擦作用主要由流体阻力主导。

三款巧克力（白巧克力、半甜巧克力、100%可可巧克力）的极限剪切黏度数值相近，表明三者的加工特性相似。但感官品评小组发现，三款样品的口感存在明显差异。本实验采用球在三板摩擦-流变夹具，测定了三款巧克力的摩擦系数随滑动速度的变化规律（见图2），结果显示不同样品的摩擦特性差异显著。对摩擦系数的定量分析结果，可与巧克力的口感特性及感官体验建立关联。

• 专利测试系统，适配ARES-G2、ARES-G3流变仪开展拉伸黏度测定
• 无摩擦结构设计，无需无需提前进行摩擦校正即可直接输出有效数据
• 专为聚合物熔体等高黏度样品设计，适配性极佳
• 对材料分子结构与长链支化度变化具备超高检测灵敏度
• 可搭配强制对流炉（FCO），最高温度350°C
• Hencky应变范围高达4.0
• 拉伸剪切速率高达10 ^s⁻¹
• 样本用量小，无需额外支撑

拉伸黏度夹具（EVF）由两个辊组成，其中一个保持静止，另一个旋转以对样品施加恒速单轴拉伸。固定辊直接与扭矩和力传感器相连，可最大程度实现应力的精准、直接测定，完全避免齿轮和轴承带来的摩擦干扰。旋转辊与ARES流变仪电机相连，围绕固定辊作圆周运动，以确保样品均匀变形。

强制对流炉（FCO）可提供高达350°C的温度控制，并能施加高达4.0的Hencky应变。

测量拉伸黏度可揭示聚烯烃在纤维纺丝或薄膜吹塑工艺中的行为特性。在这类加工工艺中，材料的应变硬化效应是理想的性能表现，而拉伸流变测试数据可用于优化相关加工工艺参数。图中展示了三种典型聚乙烯材料的拉伸黏度，分别为低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。LDPE因长链支化度较高，在高拉伸应变下表现出显著的应变硬化效应。与之相反， HDPE和LLDPE的长链支化度较低，因此几乎无应变硬化现象产生。

图中展示了陶氏化学茂金属催化法合成的聚乙烯样品的拉伸流变数据。同时为做对比，也呈现了传统工艺制备的LDPE和LLDPE样品的相关数据。茂金属催化剂的使用可精准调控聚合物的分子构型，进而实现对材料分子结构的定制化设计，最终获得可按需调控的材料物理性能。经茂金属催化工艺合成的聚乙烯材料，其拉伸性能表现出显著的应变硬化效应，黏度曲线形态与标准LDPE材料高度相似。

• 可灵活选择流变 介电同步测试或独立介电测试。
• 借助强大的TRIOS软件，可轻松编程并实现介电与流变信号的完全同步。
• 通过标准与一次性平行板，可测试多种固化体系材料。
• ARES流变仪的高精度与高一致性数据，可结合温度与轴向力控制以适应固化收缩。
• 宽介电频率范围：20Hz至30MHz
• 可与强制对流炉（FCO）搭配使用，温度范围−150°C至350°C

ARES流变仪的介电附件由一套特殊绝缘的上下夹具组成，可直接安装在仪器上——包括标准25mm平行板，以及8mm和40mm一次性平行板。附件安装简便，并包含连接外部介电 LCR 测量仪所需的全部线缆与硬件。系统兼容两款常用的Keysight LCR测量仪：E4980A（20Hz–2MHz，0.005–20V）和4285A（75kHz–30MHz，0.005–10V）。温度控制由强制对流炉（FCO）提供，范围−150°C至350°C。结合高达20N的轴向力控制、间隙温度补偿能力，以及与TRIOS软件的深度集成，该介电附件可用于独立介电测试或介电 流变同步测试。

图示为PMMA样品在1kHz至1MHz四个介电频率下的温度升温测试。在低温、转变前区域，储能介电常数（ε’）随频率升高而降低。介电损耗角正切 tan(δ)也呈现类似趋势，其表示损耗介电常数（ε”）与储能介电常数（ε’）的比值。随温度升高，tan(δ) 的转变峰随频率升高而向高温移动——表明随着聚合物链段运动性增强，偶极松弛时间向更短时间尺度偏移，展示了介电测试可提供的强大信息。

流变与介电测试的结合可用于评估食品与化妆品等材料的温度稳定性。图示为两款水基化妆品乳霜从25°C冷却至 −30°C的测试数据。流变数据（储能模量G’）显示：旁氏乳霜在−18°C出现模量的急剧上升，而妮维雅乳霜在整个温度范围内呈现更连续的变化。旁氏乳霜模量的突变可能被误解为不稳定性。然而，同时采集的介电数据提供了额外洞察。

图中还展示了损耗介电常数（ε”），用于量化离子迁移性的变化，主要由样品中的水相决定。妮维雅乳霜在冷却过程中ε”增加了两个数量级，而旁氏乳霜仅有极小变化。ε” 的大幅增加源于水相分离导致的离子迁移性增强。

结合介电信息可判断：妮维雅样品发生了相分离，而旁氏样品没有。冷却过程中发生相分离时，水相体积增大，逐渐改变样品形态，从而导致G’信号逐步上升。相比之下，旁氏乳霜G’的突变源于其更稳定、均一的结构转变，而非相分离。

• 主峰位于365nm的广谱汞灯光源
• 平行板处最大光强：300mW/cm²
• 准直光与反光镜组件确保平行板全直径范围内的辐射均匀
• 可与高级帕尔帖控温系统兼容，实现最高150°C的温度控制
• 可选配滤光片，可将紫外线过滤至特定波长
• 完全集成TRIOS软件，具有可编程触发时间控制和辐照强度控制
• 可选配一次性亚克力板

使用紫外固化附件对一款压敏胶（PSA）进行表征。将PSA置于25°C恒温环境，在50至150mW/cm²的辐照强度下测量固化曲线。开启紫外光前，先对样品进行30秒的基础测试。测试数据显示，辐射强度越高，反应动力学速率越快 —— 这一点可从G’和G’’交点的出现时间缩短得到直观印证。在不同受控温度下也能得到相似结论：环境温度越高，固化反应进行得越快。整体固化过程可在2秒内完成。ARES流变仪的高速数据采集能力（高达50点/秒）可清晰捕捉到材料从液态到固态的相变过程。值得注意的是，小幅调整辐射强度或温度，会使模量交点的出现时间发生零点几秒的偏移。该数据对于厘清高速紫外光固化工艺中压敏胶的调控参数、以及配方研发阶段对比不同引发剂的性能差异，均具有重要的指导意义。

• 多种几何形状：
  • 三点弯曲
  • 薄膜/纤维张力
  • 单悬臂和双悬臂（夹紧弯曲）
  • 平行板压缩
• 轴向力控制和自动应变适应快速变化的材料，以确保从固体到熔体的优质数据
• 均匀且响应迅速的 FCO 温度控制，可在亚环境温度（-150 °C）至高温（600 °C）之间进行精确测量
• 使用 FCO 相机对样品进行可视化，可以对特定数据点的样品状态进行定性分析和验证

使用张力几何形状，在 50 °C 至 250 °C 的温度范围内对 50 μm 厚的 PET 薄膜进行了振荡温度升降实验。观察到两个主要转变：约 109 °C 的玻璃转变，以及 234 °C 的熔化。材料在玻璃转变温度以上会发生显著收缩，这在长度信号 ΔL 的变化中有所体现。

在对 ABS 棒进行三点弯曲几何测试的此振荡温度斜坡中，轴向力控制和自动应变的优势得到了体现。轴向力控制移动横梁，使夹具与样品保持连续接触。在测试过程中，调整此接触力以跟踪玻璃转变期间材料的热膨胀和模量的巨大变化，防止样品弯曲。自动应变还用于调整输入应变，在所有条件下保持最佳振荡力。这些功能协同工作，确保所有样品和条件下的数据质量最高，实验优化最小。

• TA仪器流变仪专属技术，通过专利力平衡传感器（FRT）技术在ARES-G2和ARES-G3流变仪上实现
• 独特的测试模式，可定量测定材料在稳态剪切、非线性区域的物性，检测微观结构的各向异性特征
• 配备经特殊设计的专利双间隙同心圆筒夹具，更大限度降低泵送效应与界面张力的干扰
• OSP和2D-SAOS实验均可在 TRIOS 软件中实现全流程编程控制
• 支持对材料进行双向同步测试
• 可搭配高级帕尔贴系统（APS）进行温度控制

非线性黏弹性的创新测试方法

正交叠加测试为探究材料非线性黏弹性提供了另一项强大手段。对材料施加角向稳态剪切形变的基础上，由 ARES‑G2的力平衡传感器（FRT）在轴向叠加振荡形变。同步测定材料在流动方向的稳态物性，以及流动正交方向的动态物性。该测试能实现对流体流动的精准控制，所得黏弹性响应结果易于解读分析。

应用案例

黄原胶水溶液测试：对质量分数2%的黄原胶水溶液开展正交叠加实验，同时施加0s⁻¹至10s⁻¹的稳态剪切。并同步进行频率扫频测试，探究稳态剪切正交方向的动态模量变化规律。测试结果表明：随剪切速率提升，表征流体终端流动的特征时间尺度（由模量交点频率体现）向更短的时间尺度偏移。

各向异性的选择性探究手段

2D-SAOS可对材料进行具有方向选择性的线性黏弹性测定。这对探究复杂流体的各向异性特征尤为重要。通过同时对材料施加角向与轴向的振荡形变，可形成受控角度的线性振荡，或产生局部旋转流，仅需一个振荡周期，即可全面掌握材料的各向异性特征。

应用案例

高填充牙科胶粘剂膏体测试：2D‑SAOS可精准识别由样品剪切历史引发的各向异性特征。本实验中的高填充牙科胶粘剂膏体，经前期剪切流动后发生显著的取向排列。我们对该样品施加各向同性的二维小振幅形变。所测得的应力呈现明显的各向异性，直接印证了流体本身的各向异性特征。该测试技术对探究填充体系的触变行为具有显著的实用价值。