מדידת חומר מיקרו תחת זרם באמצעות 1-2 מטוס זרימה קטן זווית ניוטרון פיזור

Summary

תא גזירה היא פיתחה עבור מדידות פיזור ניטרונים זווית קטנה במישור שיפוע מהירות-המהירות של גזירה ומשמש לאפיון נוזלים מורכבים. מדידות נפתרו מרחבית בכיוון שיפוע המהירות אפשריות לחקר חומרי גזירת פסים. יישומים כוללים חקירות של תפוצות colloidal, פתרונות פולימר, ומבנים עצמי התאספו.

Abstract

סביבת מדגם פיזור ניטרונים זווית הקטנה חדש (SANS) מותאמת ללימוד מיקרו של נוזלים מורכבים תחת זרימת גזירה פשוטה מוצגת. תא הגזירה SANS מורכב מגיאומטרית Couette קונצנטריים צילינדר שהוא חתום ומסתובב על ציר אופקי, כך שכיוון ערבוליות של שדה הזרימה מיושר עם קרן הנויטרונים המאפשרת פיזור מהמטוס 1-2 של גזירה (שיפוע מהירות-מהירות , בהתאמה). גישה זו היא מקדמה על סביבות מדגם תא גזירה קודמות כמו שיש צימוד חזק בין rheology בתפזורת ותכונות microstructural במטוס 1-2 של גזירה. זרימה לחוסר יציבות, כגון פסי גזירה, יכול להיות גם נחקר על ידי מדידות מרחבית נפתרו. המטרה זו מושגת בסביבת מדגם זה באמצעות פתח צר לקרן הנויטרונים וסריקה לאורך כיוון שיפוע המהירות. ניסויי זמן נפתרו, כגון זרימה הזנק ותנודתית משרעת הגדולה שהיאזרימת ar גם אפשרית על ידי סנכרון של תנועת הגזירה וגילוי של ניטרונים מפוזרים זמן נפתר. נציג תוצאות שימוש בשיטות שתוארו כאן, ממחישות את האופי שימושי של רזולוציה מרחבית למדידת מיקרו של פתרון micelle תולעת שמציג פסי גזירה, תופעה שניתן לחקור רק על ידי פתרון המבנה לאורך כיוון שיפוע המהירות. לבסוף, שיפורים אפשריים לעיצוב הנוכחי הם דנו יחד עם הצעות לניסויים נוספים כמוטיבציה לניסויים עתידיים במגוון רחב של נוזלים מורכבים במגוון רחב של תנועות גזירה.

Introduction

פיתוח של תופעה טבעית הבנה מדעית דורש מדידות מדויקות ומדויקות. מטרולוגיה היא גם הבסיס להנדסה ועיצוב מוצלחים של תהליכים וחומרים חדשים. Rheology הוא המדע של העיוות והזרימה של חומר. Rheology הוא מרכזי ביכולת שלנו לעבד את המגוון רחב של חומרים ומשמש גם על ידי מנסחי מוצר למקד תכונות חומר ספציפיות. דוגמאות אופייניות לשעבר כוללות פולימרים דפוס או מרוכבים להרכיב, ואילו השני כולל את הפיתוח של מוצרים צריכה יומיומיים כגון צבעים, שמפו, ומזונות. בין אם את הצמיגות של פולימר מותך נשלטת כך שהוא יכול להיות יעיל הזרקה המכוירת או viscoelasticity של שמפו משתנה כך שיש העקביות הנכונה עבור הצרכן, מאפייני rheological נשלטים על ידי שינוי הניסוח ....

Protocol

איור 2 מראה תא גזירה התאסף מצורף baseplate, הרכוב על קרש החיתוך על הבמה סביבת מדגם ומיושר בקרן הנויטרונים לניסוי SANS. מנוע צעד, תיבת הילוכים וכונן חגורה, שיספו את השלב מוטורי, תא גזירה ואת הכיוון של קרן הנויטרונים מסומנים באיור 2. הפרוטוקול הנוכחי מספק כיוונים להרכבת תא הגזירה (סעיף 1), מקבע את תא הגזירה על הבמה סביבת מדגם (סעיף 2), כיול הגיאומטריה לניסוי SANS (סעיף 3), טעינת מדגם (סעיף 4), ריצה אוסף ניסוי ונתונים (סעיף 5) ומסתיים ניסוי (סעיף 6). לקבלת התייחסות, איור 3 הוא סכמטי של התא התאסף ואיור 4 מראה את חלקי תא גזירה המפורקים ערוכים מחזית הצלחת לגבות צלחת,....

Results

נציג תוצאות של ניסוי זרימת SANS מוצלח ניתנות באיורים 9, 10, ו11. דוגמאות הללו הן מחקירות שנעשו על פתרון micelle תולעת (WLM) (טבלת 1) ידועות תערוכת פסי גזירה בתנאים מסוימים של גזירה. ניתן למצוא דיון בממצאים המדעיים מלא באזכור ^15-17.

איור 10 מייצג תוצאות של דפוס פיזור שהושג לפי זרימת גזירה באמצעות תא הגזירה. המדגם למד הוא micelle תולעת viscoelastic פתרון.......

Discussion

מכשיר חדש מסוגל למדוד מיקרו של גז נוזלים מורכבים במישור שיפוע מהירות-המהירות של גזירה באמצעות פיזור ניטרונים זווית קטן מפותח ומאומתים. עיצוב תא הגזירה משלים מכשירים אחרים באמצעות מקורות קרינה, כגון קרן רנטגן ופיזור אור, כמו גם מכשירי rheo-SANS מסוגלים אפיון מיקרו בשני מטוסים אחרים של גזירה (מהירות-ערבוליות ומהירות שיפוע-ערבוליות) ^{8 , 10.} פונקציות מכשיר זה עבור שני תזרימי יציבים הגזירה ותלויים בזמן, כמו מטוטלת או start-up תזרים גזירה, שהאחרון באמצעות מתודולוגיה strobosco.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מים מפוטרים (99.9%)	איזוטופים של קיימברידג'	7789-20-0	83.3 wt % בפורמולציה D2O
CTAB- Cetyltrimethylammonium Bromide	סיגמא-אולדריץ'	57-09-0	16.7 wt % בפורמולה CH3(CH2)15N(Br)(CH3)3
1/16 במפתח אלן
3/16 במפתח
3/8 בסרט
מזרקי סרט
(2)