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Rheologie

 

die, -, Fließkunde, Teilgebiet der Physik, das sich mit den Erscheinungen befasst, die bei der Deformation und beim Fließen flüssiger, kolloidaler (hochpolymerer) und fester Systeme unter Einwirkung äußerer Kräfte auftreten, insbesondere unter Bedingungen, bei denen das hookesche Gesetz der Elastizität beziehungsweise die Gesetzmäßigkeiten idealviskosen Fließens newtonscher Flüssigkeiten verlassen werden.

 

Die Rheologie sucht die dabei auftretenden Gesetzmäßigkeiten und ihre Abhängigkeit von der physikalischen und chemischen Struktur der fließfähigen Stoffe durch rheologische Zustands-, Stoff- oder Materialgleichungen zu beschreiben, d. h. Beziehungen zwischen den wirkenden mechanischen Spannungen und den kinematischen Größen der Deformation beziehungsweise Strömung herzustellen sowie den durch Hysterese, Nachwirkungen beziehungsweise Relaxation gekennzeichneten zeitlichen Ablauf zu beschreiben. Diese Gleichungen werden entweder mikrophysikalisch mithilfe statistisch-mechanischer Methoden begründet (Mikrorheologie) oder phänomenologisch im Rahmen der Kontinuumsmechanik unter Zugrundelegung geeigneter Modelle beziehungsweise Modellsubstanzen hergeleitet (Makrorheologie). In der Rheodynamik (angewandte Rheologie) gibt man die Stoffeigenschaften vor und befasst sich mit den Deformations- beziehungsweise Fließfeldern, die sich bei vorgegebenen Randbedingungen ergeben. In der Rheometrie werden die Randbedingungen so gewählt, dass die unbekannten Stoffeigenschaften weitgehend ermittelt (gemessen) werden können. Neben der Viskositätsmessung (Viskosimetrie) zählen auch die Untersuchung elastischer Deformationen (z. B. bei der Härteprüfung) und viskoelastischer Systeme (Stoffsysteme, die von einer äußeren Kraft deformiert werden und gleichzeitig fließen) zu diesem Bereich. Mit dem Fließverhalten biologischer Substanzen befasst sich die Biorheologie.