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蠕變測試

施加恆定應力,觀察材料隨時間產生的緩慢形變與黏彈性。

蠕變測試 — 測試動作示意動畫

第1部分

什麼是 蠕變測試

蠕變測試施加恆定應力,觀察材料隨時間變形量的流變學測試方法。測試分為蠕變期與回復期,用於量化食品的流變特性與黏彈性結構。

主要應用領域

麵團分析乳製品凝膠與果凍聚合物與包材

量測的質地特性

蠕變柔量 Creep compliance J(t)黏彈性 Viscoelasticity

第2部分

原理及操作流程

測試原理

蠕變測試分為兩個階段:蠕變期(施加恆定應力,形變隨時間增加)與回復期(解除應力,觀察形變回復)。以 Burgers 模型(麥克斯韋與開爾文–福格特元件串聯)描述材料的瞬彈、延遲彈性與永久黏性流動。

操作流程

1

施加恆定應力

以固定的應力或負荷作用於樣品。

2

蠕變期記錄

隨時間記錄形變量,得到蠕變曲線。

3

解除應力

解除負荷,樣品開始回復。

4

回復期記錄

記錄回復曲線,區分瞬彈、延遲彈性與永久形變。

5

計算蠕變柔量

軟體計算蠕變柔量 J(t) 與模型參數。

第3部分

探頭選擇及對應的特點

探頭與夾具的選擇直接影響結果的準確性與重現性,依樣品尺寸、形狀與質地特性選用。下方為此測試動作常用的探頭與測試組,點選可查看對應的測試樣品。

照片準備中

蠕變測試探頭與夾具

依樣品形狀選擇

麵團、乳製品、凝膠

依樣品選擇探頭與夾具組合

錐形45°探頭_壓克力

錐形45°探頭_壓克力

CN4P

查看探頭與測試組 →

麵團硬度測試組

麵團硬度測試組

DHT

查看探頭與測試組 →

第4部分

測試數據解讀與分析

蠕變曲線以形變量隨時間變化表示。蠕變期的斜率反映流動速度;回復期的瞬時回復與緩慢回復反映彈性;剩餘的永久形變代表黏性流動。擬合 Burgers 模型後可得 E₀、E₁、η₀ 等流變參數。

曲線圖表

蠕變柔量曲線
蠕變曲線:蠕變期與回復期,回復期包含瞬彈回復與永久形變。

參數定義與計算

測試完成後,軟體依曲線自動計算以下參數

蠕變柔量 Creep compliance J(t)

單位應力下隨時間的形變量,描述材料的流變行為。

計算:J(t) = 1/E₀ + 1/E₁(1 − e^(−t/λ)) + t/η₀

瞬時彈性模量 E₀

加載瞬間的彈性反應。

延遲彈性模量 E₁ / 遲滯時間 λ

延遲彈性的強度與時間尺度。

第5部分

應用案例

適用測試樣品

以下樣品使用此測試動作,點選可查看完整測試資訊

第6部分

常見問題解答

什麼是 Creep Test?

Creep Test(蠕變測試)是在固定力量或應力下,持續觀察樣品隨時間產生的變形,用來評估材料的時間依賴性與長時間受力下的穩定性。

Creep Test 和 Compression Test 有什麼不同?

Compression Test 通常著重於樣品在壓縮過程中的力量與變形;Creep Test 則著重於在固定負載下,樣品隨時間產生多少變形。

Creep Test 可以應用在哪些產品?

常見於評估具有黏彈性或時間依賴特性的材料,例如凝膠、果凍、乳製品、麵團、食品膠體、軟糖與高分子材料等。

Creep Test 通常需要測量多久?

測試時間取決於樣品的變形速度與測試目的,可以從數秒、數分鐘到數小時。如果樣品變形速度較慢,通常需要較長的測試時間才能觀察到明顯的蠕變行為。

Creep Test 可以得到哪些數據?

主要可以分析變形量(Deformation)、時間(Time)以及 Creep Curve(蠕變曲線)。透過曲線可以比較不同樣品的抗變形能力與長時間穩定性。

想知道哪種物性測試方法最適合您的食品項目?

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