Method Article

1-2 Düzlem Flow-Küçük Açı Nötron Saçılma kullanma Malzeme Mikroyapı altında Akış Ölçme

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

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

Bir kesme hücre kesme hız-hız gradyanı düzleminde küçük açı nötron saçılımı ölçümleri için geliştirilmiştir ve karmaşık akışkanları karakterize etmek için kullanılır. Hız gradyanı yönünde uzaysal çözülmüş kesme-bant ölçümleri malzemelerin araştırılması için mümkündür. Uygulamalar koloidal dispersiyonların araştırmalar, polimer çözeltiler, ve kendinden düzenlenen yapılar yer alır.

Abstract

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

Basit kesme akımı altında kompleks sıvıların mikro eğitim için optimize edilmiş yeni bir küçük açı nötron saçılımı (SANS) numune ortamı sunulmaktadır. SANS kesme hücre akış alanının girdap yönü nötron ışını kesme 1-2 düzlemi (hız-hız gradyanı saçılma etkinleştirme ile hizalanır ve böylece kapatılır ve bir yatay eksen etrafında dönen bir eş merkezli silindir geometrisi Couette oluşmaktadır , sırasıyla). Kesme 1-2 düzleminde toplu reoloji ve mikro özellikler arasında güçlü bir bağlantı vardır Bu yaklaşım daha önceki kesme hücre örneği ortamları üzerinde bir ilerlemedir. Gibi kesme bantlama gibi akış istikrarsızlıklar, aynı zamanda mekansal çözüme ölçümleri ile ele alınabilir. Bu hız gradyanı yönü boyunca nötron kiriş ve tarama için dar bir açıklık ile, bu örnek bir ortamda gerçekleştirilir. Bu tür akış start-up ve büyük genlik osilatory olarak Zaman çözülmesi deneyleri, oar akım kesme hareketi ve dağınık nötron zaman çözümlü bir algılama eşitleme ile de mümkündür. Burada tarif edilen metotlar kullanılarak Örnek sonuçlar kesme bant, sadece hız gradyanı yönü boyunca yapısını çözülmesi ile araştırılabilir bir fenomen sergileyen bir wormlike misel çözeltisi mikro ölçmek için uzamsal çözünürlük yararlı doğasını göstermektedir. Son olarak, mevcut tasarım potansiyel iyileştirmeler kesme hareketleri çeşitli kompleks sıvıların geniş bir yelpazede gelecek deneyler için motivasyon olarak ek deneyler için önerileri ile birlikte tartışılmaktadır.

Introduction

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

Doğal bir olgu bilimsel bir anlayış geliştirilmesi, doğru ve hassas ölçümler gerektirir. Metroloji. Reolojisi maddenin deformasyon ve akış bilimi de yeni süreç ve malzemelerin başarılı mühendislik ve tasarımın temelidir. Reoloji malzemelerin çeşitli işleme yeteneğini merkezi ve aynı zamanda özel malzeme özelliklerini hedef ürün formülatörler tarafından kullanılır. Ikinci tür boyalar, şampuanlar, ve gıdalar gibi günlük tüketim ürünlerinin geliştirilmesini içerir ise, eski tipik örnekleri, döküm oluşturucu polimerler veya kompozit içerir. Bu nedenle, tüketici için doğru kıvama sahiptir etkili enjeksiyon kalıplama ya da bir şampuan viskoelastisite değiştirilir ....

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

Protocol

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

Şekil 2, örnek bir ortam sahnede deneysel devre monte edilmiştir ve bir SANS deney için nötron kiriş hizalanmış olan taban plakası, bağlı monte edilmiş bir kesme hücre gösterir. Step motor, vites kutusu ve kayış tahrik, kesme hücre ve nötron demetinin yönü Şekil 2'de etiketli, motorlu sahne yarık. Mevcut protokol çalışan, kesme hücre (bölüm 1) montaj örnek çevre aşamasında (bölüm 2) üzerine kesme hücreyi montaj, bir SANS deney (bölüm 3) için geometri kalibre, bir örnek (bölüm 4) yükleme için yönergeleri sağlar bir deney ve veri toplama (bölüm 5) ve deney (bölüm 6) biten. Başvuru için, Şekil 3 plaka önden arkaya p....

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

Results

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

Başarılı bir akış SANS deney Örnek sonuçlar Şekil 9, 10 ve 11 de verilmiştir. Bu örnekler bir wormlike misel çözeltisi (WLM) kesme belirli koşullar sırasında kesme bant gösterdiği bilinmektedir (Tablo 1) üzerinde yapılan araştırmalar vardır. Bilimsel bulguların tam bir tartışma referanslar 15-17 bulunabilir.

Şekil 10, kesme hücresi kullanılarak kesme akışı altında elde edilen bir saçılma Desenin sonuçlarını temsil etmektedir. Ince.......

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

Discussion

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

Küçük açılı nötron saçılımı yoluyla kayma hızı-hız degrade düzleminde karmaşık sıvıları makaslamanın mikro ölçebilen yeni bir enstrüman geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Kesme hücre tasarımı, X-ray ve ışık saçılması, hem de kesme (hız-vortisiti ve hız gradyan-vortisiti) ve diğer iki düzlemde mikro karakterize edebilen reolojik SANS aletler gibi radyasyon kaynaklarını kullanan diğer aletleri, tamamlar 8 10. Bu cihaz bu tür osilatory veya start-up kayma akışları, stroboskopik metodoloji ve zaman çözümlü nötron s.......

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

Disclosures

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

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgements

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

Biz tasarım kesme hücre ve Sayın Cedric Gagnon işleme ve çizim için Delaware Üniversitesi'nden Master Makinist Al Lance kabul. Bu el yazması NIST, ABD Ticaret Bölümü işbirliği anlaşması 70NANB7H6178 kapsamında hazırlanmıştır. Bu çalışma Anlaşma No DMR-0944772 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından kısmen desteklenen imkanları kullanılmaktadır. Ifadeler, bulgular, sonuçlar ve öneriler yazar (lar) a aittir ve mutlaka NIST veya ABD Ticaret Bakanlığı'nın görüşünü yansıtmaz.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Döteryumlu Su (%99,9)Cambridge İzotopları7789-20-0formülasyonda ağırlıkça %83,3
D2O
CTAB- Setiltrimetilamonyum Bromür Sigma-Aldrich57-09-0formülasyonda ağırlıkça %16,7
CH3(CH2)15N(Br)(CH3)3
>1/16 inç Alyan anahtarı
3/16 inç Alyan anahtarı
3/8 inç Açık uçlu anahtar
Bant
İplik conta bandı
Şırıngalar (2)

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