Method Article

Измерение микроструктуры материала в потоке Использование 1-2 самолета проточные небольшой угол рассеяния нейтронов

DOI:

10.3791/51068

February 6th, 2014

In This Article

Summary

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

Ячейка сдвига разработан для измерения рассеяния нейтронов малоугловых в скорости скоростей градиента плоскости сдвига и используется для характеристики сложных жидкостей. С пространственным разрешением измерения в скорости направлении градиента возможны для изучения сдвига оклейки материалы. Приложения включают исследования коллоидных дисперсий, растворов полимеров и самоорганизующихся структур.

Abstract

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

Новый малоуглового рассеяния нейтронов (SANS) образец среды оптимизирован для изучения микроструктуры сложных жидкостей под простого сдвигового течения представлена. Ячейка сдвига SANS состоит из концентрического цилиндра геометрии Куэтта, который запечатывается и вращающегося вокруг горизонтальной оси так, чтобы направление завихренности поля течения совмещена с пучка нейтронов позволяет рассеяния от 1-2 плоскости сдвига (градиент скорости, скорость , соответственно). Этот подход является заранее по сравнению с предыдущими средах образцов клеток сдвига как существует сильная связь между объемной реологии и микроструктуры в 1-2 плоскости сдвига. Проточные неустойчивости, такие как бандажные ленты сдвига, также можно изучать с помощью пространственно разрешенных измерений. Это достигается в этом примере среды с помощью узкую диафрагму для нейтронного пучка и сканирования по скорости направлении градиента. Время решены эксперименты, такие как потока стартапов и большой амплитуды колебательных онаар поток также возможны по синхронизации движения сдвига и с временным разрешением обнаружения рассеянных нейтронов. Представитель результаты, используя методы, описанные здесь показывают рабочий характер пространственного разрешения для измерения микроструктуры червеобразного мицеллы решение, которое проявляет к сдвигу полос, явление, которое можно исследовать только путем решения структуру вдоль скорости направлении градиента. Наконец, потенциальные улучшения в существующей конструкции обсуждаются наряду с предложениями для дополнительных экспериментов как мотивация для будущих экспериментов по широкому кругу комплексных жидкостей в различных сдвиговых движений.

Introduction

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

Разработка научного понимания природного явления требует достоверных и точных измерений. Метрологии является также основой успешного проектирования и дизайна новых процессов и материалов. Реология это наука о деформации и потоком вещества. Реология является центральным в нашей способности обрабатывать широкий спектр материалов и также используется рецептур продукции для решения конкретных свойств материала. Типичными примерами первым относятся формовочные полимеры или образующие композитов, а второй включает в себя разработку повседневной потребительских товаров, таких как краски, шампуни, и продуктов питания. Если вязкость расплавленного полимера управляетс....

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

Protocol

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

На фиг.2 показан собранный ячейку сдвига, прикрепленный к опорной плите, которая крепится к плате на сцене образец среды и выровнены в нейтронного пучка для эксперимента SANS. Шаговый двигатель, коробка передач и ременным приводом, разрез этап двигателя, сотовый сдвига и направление пучка нейтронов помечены на рисунке 2. Настоящий протокол обеспечивает напутствия сборки ячейку сдвига (раздел 1), монтаж ячейки сдвига на сцену образец окружающей среды (раздел 2), калибровки геометрию для эксперимента SANS (раздел 3), загрузка образец (раздел 4), работает эксперимент и сбор данных (раздел 5) и заканчивая эксперимент (раздел 6). Для спра....

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

Results

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

Представитель результаты успешного эксперимента потока SANS приведены на рисунках 9, 10 и 11. Эти примеры из исследований, проведенных на решение червеобразных мицелл (WLM) (табл. 1), как известно, обладают сдвига полос в течение определенных условиях сдвига. Полное обсуждение научных выводов можно найти в справочниках 15-17.

Рисунок 10 представляет результаты картины рассеяния, полученная в рамках сдвигового тече.......

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

Discussion

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

Новый инструмент, способный измерять микроструктуру сдвига сложных жидкостей в скорости-градиента скорости плоскости сдвига с помощью малоуглового рассеяния нейтронов разработана и утверждена. Конструкция ячейки сдвига дополняет другие инструменты с использованием источников излучения, такие как рентген и рассеяния света, а также рео-SANS инструментов, способных характеризующие микроструктуру в двух других плоскостях сдвига (скорость-вихрь и градиент скорости-вихря) 8 , 10. Этот прибор функционирует на обоих .......

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

Disclosures

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

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgements

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

Мы признаем, мастер Машинист Аль Копье из Университета Делавэра для обработки ячейку сдвига и г-Седрик Ганьон для проектирования и разработки. Эта рукопись была подготовлена ​​в соответствии с соглашением о сотрудничестве 70NANB7H6178 от NIST Департамента торговли США. Эта работа используется средства частично поддержана Национальным научным фондом под Договору № DMR-0944772. Утверждения, результаты, выводы и рекомендации, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения NIST или Министерства торговли США.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Дейтерированная вода (99,9%)Кембриджские изотопы7789-20-083,3 мас.% в составе
D2O
CTAB-Cetyltrimethylammonium Bromide Sigma-Aldrich57-09-016,7 мас.% в составе
CH3(CH2)15N(Br)(CH3)3
1/16 в шестигранном
3/16 в шестигранном ключе
3/8 в Лента
Нитка уплотнительная лента
Шприцы (2)
ключе с открытым концом

References

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