Method Article

قياس المواد المجهرية تحت التدفق باستخدام الطائرة 1-2 التدفق الصغيرة زاوية تشتت النيوترونات

DOI:

10.3791/51068

⸱

February 6th, 2014

 ,  ,  ,  ,  , 
1Center for Neutron Science, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Delaware, 2NIST Center for Neutron Research, National Institute of Standards and Technology, 3Institut Laue-Langevin

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تطوير خلية القص للقياسات زاوية صغيرة تشتت النيوترونات في الطائرة سرعة التدرج-سرعة القص ويستخدم لوصف السوائل المعقدة. قياسات حل مكانيا في الاتجاه التدرج سرعة ممكنة لدراسة المواد القص النطاقات. وتشمل التطبيقات التحقيقات من التفرق الغروية، حلول البوليمر، والهياكل الذاتي تجميعها.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويرد الجديدة الصغيرة زاوية تشتت النيوترونات (SANS) عينة البيئة الأمثل لدراسة المجهرية من السوائل المعقدة تحت تدفق القص بسيطة. تتكون الخلية القص SANS من اسطوانة متحدة المركز Couette الهندسة التي مختومة وتناوب حول المحور الأفقي بحيث يتم محاذاة اتجاه الدردورية من مجال تدفق مع شعاع النيوترون تمكين نثر من الطائرة 1-2 من القص (السرعة، سرعة التدرج ، على التوالي). هذا النهج هو سلفة على بيئات عينة الخلية القص السابقة كما أن هناك الترابط القوي بين الريولوجيا السائبة والميزات المجهرية في الطائرة 1-2 من القص. تدفق عدم الاستقرار، مثل القص النطاقات، ويمكن أيضا أن تدرسها قياسات حل مكانيا. ويتم إنجاز ذلك في هذه البيئة العينة باستخدام فتحة ضيقة لشعاع النيوترون والمسح على طول اتجاه التدرج السرعة. الوقت التجارب حل، مثل تدفق المبتدئة ومتذبذبة السعة الكبيرة هيتدفق ع ممكنة أيضا تزامن حركة القص وكشف الوقت حل من النيوترونات متناثرة. النتائج التمثيلية التي تستخدم الأساليب المذكورة هنا شرح طبيعة مفيدة من القرار المكانية لقياس المجهرية من حل مذيلة wormlike التي يسلك النطاقات القص، وهي الظاهرة التي لا يمكن إلا أن يتم التحقيق عن طريق حل هيكل على طول اتجاه التدرج السرعة. أخيرا، وتناقش التحسينات المحتملة على التصميم الحالي جنبا إلى جنب مع اقتراحات للتجارب تكميلية الدافع لإجراء التجارب في المستقبل على مجموعة واسعة من السوائل المعقدة في مجموعة متنوعة من الحركات القص.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تطوير الفهم العلمي لظاهرة طبيعية تتطلب قياسات دقيقة ودقيقة. المقاييس هي أيضا أساس الهندسة ناجحة وتصميم العمليات والمواد الجديدة. ريولوجيا هو علم تشوه وتدفق المسألة. الريولوجيا أمر أساسي في قدرتنا على معالجة مجموعة واسعة من المواد وتستخدم أيضا من قبل بالتركيب المنتج لاستهداف خصائص المواد المحددة. ومن الأمثلة النموذجية من السابق البوليمرات صب أو تشكيل المواد المركبة، في حين يتضمن هذا الأخير تطوير المنتجات الاستهلاكية اليومية مثل الدهانات، والشامبو، والأطعمة. ما إذا كان يتم التحكم في اللزوجة من البوليمر المنصهر بحيث أنه يمكن أن يكون فعال يتم تغيير حقن مصبوب أو زوجية من الشامبو لذلك فقد والاتساق الصحيح للمستهلك، يتم التحكم....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 2 خلية القص تجميعها تعلق على اللوح الأساس، التي شنت على اللوح على المسرح بيئة عينة والانحياز في شعاع النيوترون لتجربة SANS. السيارات السائر، علبة تروس وحملة الحزام، شق المرحلة الحركية، وصفت الخلية القص واتجاه شعاع النيوترون في الشكل 2. يوفر هذا البروتوكول الاتجاهات لتجميع الخلية القص (القسم 1)، تركيب الخلية القص على خشبة المسرح بيئة العينة (القسم 2)، معايرة الهندسة لتجربة SANS (القسم 3)، وتحميل عينة (القسم 4)، على التوالي مجموعة التجربة والبيانات (المادة 5) وتنتهي تجربة (القسم 6). للإشارة، هو الشكل 3 تخطيطي للخلية تجميعها والشكل 4 يوضح تفكيكها أجزاء....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وترد نتائج ممثل تجربة التدفق SANS ناجحة في أرقام 9، 10، و 11. هذه الأمثلة هي من التحقيقات التي أجريت بشأن حل wormlike مذيلة (WLM) (الجدول 1) المعروف لعرض النطاقات القص خلال ظروف معينة من القص. مناقشة كاملة من الاكتشافات العلمية يمكن العثور عليها في المراجع 15-17.

يمثل الرقم 10 نتائج تم الحصول عليها تحت نمط تناثر تدفق القص باستخدام خلية.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ووضع أداة جديدة قادرة على قياس المجهرية من القص السوائل المعقدة في الطائرة سرعة التدرج-سرعة القص عبر نثر صغيرة زاوية النيوترون والتحقق من صحتها. تصميم خلية القص يكمل الصكوك الأخرى التي تستخدم مصادر الإشعاع، مثل الأشعة السينية وتشتت الضوء، فضلا عن الصكوك التيار الكهربي SANS قادرة على تميز المجهرية في اثنين من الطائرات الأخرى من القص (السرعة العالية الدردورية وسرعة الانحدار-الدردورية) 8 ، 10. هذا الصك وظائف لكلا القص والوقت التدفقات تعتمد ثابتة، مثل متذبذبة أو بدء التدفقا.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نحن نعترف ماجستير الماكنه آل انس من جامعة ولاية ديلاوير لبالقطع الخلية القص والسيد سيدريك غانيون لتصميم وصياغة. تم إعداد هذه المخطوطة بموجب اتفاقية تعاونية 70NANB7H6178 من نيست، وزارة التجارة الأمريكية. هذا العمل المستخدمة مرافق بدعم جزئي من المؤسسة القومية للعلوم في إطار الاتفاق رقم DMR-0944772. البيانات والنتائج والاستنتاجات والتوصيات هي آراء الكاتب (ق) و لا تعكس بالضرورة وجهة نظر نيست أو وزارة التجارة الأمريكية.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
المياه المنزوعة (99.9٪)نظائر كامبريدج7789-20-083.3 wt ٪ في التركيبة
D2< / sub>O
CTAB- Cetyltrimethylammonium Bromide  سيجما ألدريتش57-09-016.7 بالوزن ٪ في الصيغة
CH3< / sub> (CH2< / sub>) 15< / sub>N (Br) (CH3< / sub>) 3< / sub>
1/16 في مفتاح
3/16 في مفتاح
3/8 في
ختم الخيط
(2)
ألينألين مفتاح ربط مفتوح محاقن شريط

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Larson, R. G. The Structure and Rheology of Complex Fluids. , Oxford University Press. (1999).
  2. Wagner, N. J., Brady, J. F. Shear thickening in colloidal dispersions. Phys.Today. 62, 27-32 (2009).
  3. Fardin, M. A., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Small Angle Neutron ScatteringShear Cell Sample EnvironmentVelocity Gradient PlaneConcentric Cylinder CouetteSpatial Resolution MeasurementsFlow Instability AnalysisWormlike Micelle SolutionShear Banding PhenomenonTime Resolved ExperimentsNeutron Beam Alignment

Related Articles