Speichermodul (Rheologie)

Der Speichermodul G' ist einer der wichtigsten Messwerte aus instationären – d. h. oszillatorischen - rheologischen Messungen. Zusammen mit dem Speichermodul wird meist der Verlustmodul G'' ausgewertet. Als Summenparameter dieser beiden Werte wird häufig der Betrag der komplexen Viskosität angegeben, der analog der dynamischen Viskosität ein Maß für die Zähigkeit einer Masse ist.

Anders als bei rheologischen Rotationsversuchen gibt es bei rheologischen Oszillationsversuchen zwei linear unabhängige Vorgabegrößen. Diese Vorgabegrößen sind Amplitude und Frequenz. Aus diesen beiden Vorgabegrößen entstehen zwei linear unabhängige Antwortgrößen, nämlich Antwortamplitude und Phasenverschiebung. Diese beiden Antwortgrößen können mathematisch mittels komplexer Zahlenrechnung in die komplexen Moduli - Speichermodul und Verlustmodul umgeformt werden.

Es ist so möglich, die elastischen ( G' ) und reibungsbehafteten Anteile ( G'' ) einer Schwingung des Messsystems zu differenzieren. Dies kann je nach Messgerät und Messprogramm in Abhängigkeit von Amplitude, Frequenz, Normalkraft oder Temperatur geschehen. In der Praxis wird nicht mehr als eine der genannten physikalischen Größen gleichzeitig pro Testabschnitt variiert.

Die physikalische Einheit der beiden Größen ist Pa (Pascal). Typische rheologische Messungen, zu deren Auswertung diese beiden Größen herangezogen werden, sind der Amplitudensweep und der Frequenzsweep.

Auf Grund einer erheblichen Verbesserung der Messtechnik in den letzten Jahren liefern moderne luft- oder magnetgelagerte Rheometer schon ab einem Drehmoment von 0,02 µNm und einem Auslenkwinkel von 0,1 µrad verlässliche Messwerte. Der tatsächliche realisierbare Messbereich hängt jedoch auch von der zu prüfenden Probe und dem Trägheitsmoment des Messsystems ab.