近年来,喷墨打印已发展成为瓷砖装饰等领域最为高效的打印方法之一,利用该技术能够在各种非平面陶瓷基材上生成高清晰度的图案和图像。要实现这样的打印效果,必须开发具有特定流变特性的陶瓷墨水,以适应陶瓷喷墨打印工艺。旋转流变测量技术是目前市场上广泛使用的一种流变特性表征手段,能够在较宽的剪切速率范围内测量材料的剪切粘度。但是,如果要实现模拟打印喷头内的超高剪切速率条件时,旋转流变仪就不太适合。马尔文(Malvern)应用相对较新的微流体流变测量技术,就能弥补该项不足。
旋转流变测量技术比较适合小于1s-1到几千s-1的剪切速率范围。到更高的剪切速率时,会出现流动不稳定、边缘破裂、剪切生热等问题,对墨水等低粘度配方来说其局限性更加明显。而微流体流变测量技术能有效弥补旋转流变技术的不足,满足超高剪切速率下的测量需求。
在马尔文开发的微流体流变仪中,液体以已知流量通过狭窄的微流道(一般为40~200?滋m),利用嵌入式的微机电系统 (MEMS) 压力传感器,测量沿流动方向压力降。找出压差与体积流量的对应关系,就可以得出样品粘度。通过改变流量或者流道的几何尺寸,可以测量不同剪切速率下的粘度,得到墨水的流动曲线,即剪切粘度与剪切速率关系。和旋转流变仪一样,微流体流变仪也能够精确控制温度,可以研究温度对墨水流体特性的影响。(Duffy)