RheoSANS dielétricas - Interrogation simultânea de impedância, Reologia e pequeno ângulo de espalhamento de nêutrons de Fluidos Complexos

Resumo

Aqui, nós apresentamos um processo para a medição da impedância simultânea, a reologia e a dispersão de neutrões a partir de materiais de matéria moles sob fluxo de cisalhamento.

Resumo

Um procedimento para o funcionamento de um novo instrumento RheoSANS dieléctrico capaz de interrogação simultânea das propriedades eléctricas, mecânicas e microestruturais dos fluidos complexos é apresentado. O aparelho é composto de uma geometria Couette contido dentro de um forno de convecção forçada modificado montado num reómetro comercial. Este instrumento está disponível para uso no pequeno ângulo de espalhamento de nêutrons (SANS) linhas de luz no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) Centro para Pesquisa de Nêutrons (NCNR). A geometria Couette é maquinada para ser transparente aos neutrões e proporciona para a medição das propriedades eléctricas e as propriedades microestruturais de uma amostra confinada entre os cilindros de titânio, enquanto a amostra sofre deformação arbitrária. Sincronização destas medições é activada através da utilização de um programa personalizado que monitoriza e controla a execução de protocolos experimentais predeterminados. Aqui descrito é um protocolo pararealizar uma experiência de varrimento de fluxo, onde a taxa de cisalhamento é logaritmicamente em degraus a partir de um valor máximo para um valor mínimo de manutenção a cada passo, durante um período especificado de tempo, enquanto as medições dieléctricas dependentes de frequência são feitas. Os resultados representativos são apresentados a partir de uma amostra que consiste de um gel composto de agregados de negro de carbono disperso em carbonato de propileno. Como o gel é submetido a cisalhamento constante, a rede de negro de fumo é mecanicamente deformado, o que provoca uma diminuição inicial na condutividade associada com a quebra de ligações que constituem a rede de negro de fumo. No entanto, a velocidades de corte mais elevadas, a condutividade recupera associado com o aparecimento de espessamento cisalhamento. No geral, estes resultados demonstram a utilidade da medição simultânea das propriedades electro-reo-microestrutural destas suspensões utilizando a geometria RheoSANS dieléctrico.

Introdução

Medição de propriedades macroscópicas são muitas vezes utilizados para obter insights fundamentais sobre a natureza dos materiais coloidais e sistemas auto-organizados, geralmente com o objetivo de desenvolver a compreensão, a fim de melhorar o desempenho formulação. Em particular, o campo de reologia, que mede a resposta dinâmica do fluido para uma tensão aplicada ou deformação, fornece informações valiosas sobre o comportamento coloidal, tanto sob condições de equilíbrio e também longe do equilíbrio, tal como durante o processamento ¹ testes reológicos de fluidos industriais e de consumo, géis, e vidros também podem ser utilizados para medir....

Protocolo

1. Montagem do Reómetro para o SANS Beamline

Nota: Consulte a Figura 1 para definições de componentes nomeados.

1. Assegure-se que a energia para o reómetro é desligado, o transdutor está bloqueada e o protector de rolamento de ar do motor está instalado. Desligue o feixe de nêutrons, e feche a porta do forno.
2. Instalar a placa de base grande sobre a mesa, remover o focinho, instalar a janela, e para fixar as 4 ilhós para os suportes de montagem no adaptador de grua do reómetro de tal modo que os cabos não emaranhado e não são torcidas.
3. Usando o guindaste, levantar o reómetro e manobrar-lo a par....

Resultados

Os resultados representativos de uma experiência RheoSANS dielétrica são mostrados na Figura 5 e 6. Estes dados são tomados em uma suspensão de negro de fumo condutor, em carbonato de propileno. Estes agregados devido às interacções flocular atraentes a cargas relativamente baixas de sólidos que formam geles que são electricamente condutores. As respostas reológicas e de condutividade de tais suspensões são uma área ativa de pesquisa e investigações em c.......

Discussão

Um dieléctrico medidas experimentais RheoSANS simultaneamente as respostas reológicas, eléctricos e microestruturais de um material, uma vez que sofre uma deformação pré-definido. O exemplo aqui mostrado é uma suspensão de negro de fumo electricamente condutor que constitui o aditivo condutor utilizado em células de fluxo electroquímicos. O instrumento RheoSANS dieléctrico permite a interrogação do plano radial de corte dentro de uma célula de Couette estreito intervalo sem comprometer a fidelidade da medição, quer a el.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Reômetro ARES G2	TA Instruments	401000.501	Reômetro
ARES G2-DETA ACCY Kit	TA Instruments	402551.901	Conectores BNC
Geometria ARES 25 mm DETA	TA Instruments	402553.901	Geometria Dielétrica
ARES G2 Forno de Convecção Forçada	TA Instruments	401892.901	FCO
Agilent E4980A LCR Medidor	TA Instrumentos	613.04946	Medidor LCR
USB-6001	National Instruments	NI USB-6001	Cartão de Aquisição de Dados
Vulcan XC72R	Cabot	Vulcan XC72R
Carbonato de Propileno	Aldrich	310328
LabVIEW  Software de Design de	Sistema National Instruments	776671-35	Software de Controle