Oszillationsversuch: Amplitudentest - Homepage WEE-Solve GmbH

Beim Amplitudentest wird die Amplitude der Deformation - oder alternativ die Amplitude der Schubspannung - variiert und die Frequenz konstant gehalten. Mit Amplitude bezeichnet man den Maximalwert in einer Schwingungsbewegung. Zur Auswertung werden im Diagramm die Messgrößen Speichermodul G' und der Verlustmodul G'' gegen die Deformation aufgetragen.

Beim Amplitudentest werden die Module G' und G'' gegen die Deformation aufgetragen. Die Module im linear-viskoelastischen Bereich bei kleinen Deformationen kennzeichnen die Ruhestruktur der Probe.

Bei geringen Deformationen sind G' und G'' konstant, die Probenstruktur ist ungestört. Man spricht vom sogenannten linear-viskoelastischen (LVE-) Bereich. Sobald die Module abnehmen, wird die Struktur gestört, d.h. das Ende des LVE-Bereichs ist erreicht: Der Plateauwert von G' im LVE-Bereich beschreibt die Steifigkeit der Probe im Ruhezustand; der Plateauwert von G'' ist ein Maß für die Viskosität der ungescherten Probe. Das Verhältnis der beiden Module zueinander erlaubt eine Aussage zur Konsistenz des Materials: Liegt der Speichermodul höher als der Verlustmodul, wie in der Skizze, hat die Probe den Charakter eines viskoelastischen Festkörpers mit überwiegend Gel- oder Feststoffeigenschaften. Umgekehrt, bei G'' > G' im LVE-Bereich, hat die Probe die Eigenschaften einer viskoelastischen Flüssigkeit.
Je weiter die Module auseinander liegen, desto mehr tendieren die Eigenschaften zur reinen Flüssigkeit bzw. zum reinen Festkörper.
Der Amplitudentest lässt sich auch zur Ermittlung der Fließgrenze heranziehen: Hierfür eignen sich zwei besondere Punkte, nämlich das Ende vom LVE und der Schnittpunkt der Kurven von G' und G''. Zur Unterscheidung sollte entsprechend einem Vorschlag in der Literatur [T. Mezger, "Das Rheologie Handbuch", Vincentz-Verlag Hannover, 2. Aufl. 2006] von Nachgebgrenze (engl. "yield point") und Fließgrenze (Schnittpunkt G', G'') gesprochen werden. In den meisten Fällen ist der Schnittpunkt von G' und G'' für die Praxis bedeutsamer.