利用低相干光纤动态光散射法测量浓悬浮液中多分散颗粒粒径分布

本文针对高浓度散射介质,用低相干光纤动态光散射技术测量浓悬浮液中多分散颗粒系的粒径及其粒径分布。利用迭代CONTIN算法对实验数据进行反演运算,得到多分散颗粒系的粒径分布结果。结果表明,浓悬浮液中多分散颗粒系的峰值粒径测量值与给定的两种标准粒径值相吻合,其误差在4%之内,粒径分布曲线中各散射颗粒所反映的散射体光强分布与根据Mie散射计算得到的理论值相吻合。实验结果证明低相干光纤动态光散射实验系统能准确测量浓悬浮液中多分散颗粒粒径及粒径分布。     

基于偏振门的动态光散射颗粒测量法的研究

为了解决动态光散射纳米颗粒测量技术无法测量高浓度颗粒粒径的难题,提出了一种基于偏振门的动态光散射测量法。从动态光散射和Mie理论出发,理论分析了在高浓度溶液下多重散射效应对散射光偏振态和颗粒粒度测量结果的影响。根据散射光偏振特点,结合偏振门检测技术,改进了传统的动态光散射光学系统。实验研究了在低浓度和高浓度溶液时,不同偏振角度下的散射光强和粒度测量值,完善了散射光的偏振理论。采用90°偏振门检偏,通过各种浓度下的实验,证明了方法的可行性。该方法较之目前同类方法具有原理和结构简单,系统易于维护的特点。     

一种纳米颗粒粒度测量的快速图像动态光散射法研究

提出了一种新的基于图像相关处理的图像动态光散射纳米颗粒粒度测量方法。该方法采用图像法测量纳米颗粒动态光散射空间分布信号,以很短时间间隔拍摄两幅动态光散射信号空间分布图,再用二维相关算法对这两幅图像进行处理,获得对应衰减时刻的相关系数,根据相应衰减时刻的粒径-相关系数曲线求得纳米颗粒的粒度。与传统动态光散射测量方法相比,将测量时间从百秒级缩短到微秒级,数据处理时间也缩短到毫秒级。对79、482和948 nm三种不同粒径的标准颗粒进行实验,测量结果误差小于7%,可以实现纳米颗粒粒度测量的实时在线。     

基于后向散射的高浓度纳米颗粒粒度分布测量方法研究

传统的动态光散射法通常采集侧向散射进行纳米颗粒粒度分布的测量,由于多次散射的影响,利用侧向散射不能准确测量高浓度样品的颗粒粒度分布。针对该问题,对后向散射测量方法进行了研究,在实验基础上提出了后向散射最佳光程的判断准则。在不同样品浓度下,用侧向散射和后向散射方法对标称粒径分别为110 nm、220 nm的聚苯乙烯乳胶球颗粒进行了测量。实验结果表明,对于高浓度的待测样品,后向散射测量方法通过自适应调整光程,在最优光程处进行测量,能够有效得到高浓度纳米颗粒的粒径及粒度分布,测量结果相对误差为2.72%。     

多模光纤式动态光散射实验研究

介绍了多模光纤在动态光散射中的应用,搭建了基于多模光纤的动态光散射实验系统,并用该系统测量了单分散、多分散以及不同浓度的标准聚苯乙烯乳胶球悬浮液.结果表明,该系统可准确地测量浓度达4.5%的聚苯乙烯乳胶球溶液中悬浮颗粒的粒径分布.     

动态光散射及电子显微镜纳米颗粒测量方法的比较研究

本文以聚苯乙烯纳米颗粒作为测量对象,分别采用最为常见的扫描电子显微镜法(SEM)和动态光散射法(DLS)测量其粒径。结果表明:电子显微镜法可观察颗粒形貌及结构,但测量误差偏大;动态光散射法可精确测量颗粒粒径及其分布状态。分析讨论了这两种测量方法的优缺点,对纳米颗粒测量具有重要的指导作用。     

双峰分布颗粒体系的多角度动态光散射数据反演

采用多角度动态光散射和加权正则化反演方法,对4组模拟的双峰分布颗粒体系(100/600 nm,200/600 nm,300/600 nm和350/600 nm)分别选取1、3、6和10个散射角进行测量.粒度反演结果表明,采用加权正则化方法反演双峰颗粒体系的多角度动态光散射测量数据,可获得峰值位置比小于2∶1且含有大粒径(＞350 nm)颗粒的双峰颗粒粒度分布.采用标准聚苯乙烯乳胶颗粒进行实测的结果验证了这一结论.得到含大粒径颗粒的双峰粒度分布反演结果的原因在于,多角度动态光散射能提供更多的大粒径颗粒的粒度信息,加权正则化反演方法能减少测量数据中的噪声,因而多角度动态光散射测量数据的加权反演能实现峰值位置比小于2∶1且含有大粒径颗粒的双峰颗粒体系的测量.     

双峰分布颗粒体系的多角度动态光散射数据反演（英文）

采用多角度动态光散射和加权正则化反演方法,对4组模拟的双峰分布颗粒体系(100/600nm,200/600nm,300/600nm和350/600nm)分别选取1、3、6和10个散射角进行测量.粒度反演结果表明,采用加权正则化方法反演双峰颗粒体系的多角度动态光散射测量数据,可获得峰值位置比小于2∶1且含有大粒径(350nm)颗粒的双峰颗粒粒度分布.采用标准聚苯乙烯乳胶颗粒进行实测的结果验证了这一结论.得到含大粒径颗粒的双峰粒度分布反演结果的原因在于,多角度动态光散射能提供更多的大粒径颗粒的粒度信息,加权正则化反演方法能减少测量数据中的噪声,因而多角度动态光散射测量数据的加权反演能实现峰值位置比小于2∶1且含有大粒径颗粒的双峰颗粒体系的测量.     

应用低相干动态光散射法测量悬浮液中的颗粒粒径分布

利用低相干动态光散射法测量不同浓度悬浮液中的颗粒粒径分布。由低相干光源和迈克尔逊干涉仪,结合传统的动态光散射技术组成低相干动态光散射装置,通过检测单次背散射光的能谱分布,利用CONTIN算法得到不同浓度悬浮液中颗粒的粒径分布。结果表明,对于1%～10%体积浓度范围内的单分散悬浮液羊品测量得到的颗粒粒径精确度在4%以内。     

动态光散射图像法测量纳米颗粒粒度研究

提出了一种基于动态光散射原理的图像法测量纳米颗粒粒径的新方法,采用面阵CCD数以万计的像素同时并行测量处于布朗运动的纳米颗粒空间分布的动态散射光信号,对测得的信号进行数据处理,得到了纳米颗粒粒径。对27、79、482、948nm 4种不同粒径的纳米标准颗粒进行了实验研究,针对面阵CCD拍摄帧率远低于光电倍增管测量频率的特点,采用质量分数为55%高粘度甘油水溶液作为分散介质,在CCD拍摄帧率为8290frame/s时,27nm颗粒的测量误差从以水为分散介质时的15.1%降至1.9%。与目前动态光散射纳米颗粒测量方法相比,该方法大幅度减少了测量时间,仅为现有方法的1%以下,并可大幅度简化测量装置。     

风沙运动的电场-流场耦合模型及气固两相流数值模拟

沙尘暴和尘卷风等风沙运动的静电场是空气流场中沙粒间的碰撞摩擦带电及沙粒粒径的分层效应引起的, 本文耦合沙粒摩擦荷电模型和风沙运动气固两相流模型, 提出了离散单元法与计算流体动力学结合的数值方法. 数值模拟计算表明电荷呈中性的沙粒临界直径为300 μm; 在充分发展的水平风沙流中, 细小的沙粒带负电, 较大直径的沙粒带正电, 所模拟的沙粒带电的荷质比及水平风洞试验段的电场强度与实验测量值一致, 验证了风沙运动的电场-流场耦合模型及数值计算方法的合理性. 本文基于沙粒摩擦荷电机理的风沙运动气固两相流模型提供了理解风沙运动静电场产生的一种物理机理.     

晶粒大小分布对纳米晶磁体Pr2Fe14B剩磁和矫顽力的影响

用微磁学有限元法计算了纳米晶磁体Pr2Fe14B的退磁曲线，文中模拟了三种具有不同晶粒大小分布的样品。计算结果表明，剩磁增强与磁体的晶粒尺寸分布情况无关而依赖于平均晶粒直径。晶粒尺寸分布对矫顽力的影响与磁体中的晶间交换耦合作用密切相关。     

银纳米膜的电化学制备方法及性能表征

采用电沉积方法在表面活性剂与电解液的界面上制备了银纳米膜。通过对甲磺酸银体系和硝酸银体系中纳米银膜的电沉积速率及纳米银膜颗粒进行比较发现，相同条件下硝酸银体系得到的纳米膜晶粒粒径比较小，膜的生长速率较快。选定硝酸银体系为电沉积体系。考察了槽压、电解液的浓度和温度及溶液的pH值对制备银纳米膜的影响，确立了制备银纳米膜的最佳工艺条件为硝酸银浓度5mmol/L，槽压4V，pH3.0,硬脂酸的质量浓度0.2g/L。实验表明，最佳工艺条件下制备的银纳米膜晶粒粒径均匀，平均粒径在20nm左右，近似球形。本方法制备的银纳米膜将在非线性光学材料方面得到应用。     

Intermittent granular flow and clogging with internal avalanches

The dynamics of intermittent granular flow through an orifice at the bottom of a granular bin and the associated clogging due to formation of arches blocking the outlet, is studied numerically in two dimensions. When the hole size is less than the grain diameter, only a single grain is removed from the system so that the system self-organizes to a steady state and the distribution of the grain displacements decays as power laws. On the other hand, when hole sizes are within few times of the grain diameter, the outflow distributions are also observed to follow a power law. Received 21 July 1999 and Received in final form 17 September 1999     

The Harrison diffusion kinetics regimes in solute grain boundary diffusion

Knowledge of the limits of the principal Harrison kinetics regimes (Types A, B and C) for grain boundary diffusion is very important for the correct analysis of depth profiles in a tracer diffusion experiment. These regimes for self‐diffusion have been extensively studied in the past by making use of the phenomenological lattice Monte Carlo (LMC) method with the result that the limits are now well established. However, the relationship of these self‐diffusion limits to the corresponding ones for solute diffusion in the presence of solute segregation to the grain boundaries remains unclear. In the present study, the influence of solute segregation on the limits was investigated with the LMC method for the well‐known parallel grain boundary slab model by showing the equivalence of two diffusion models. It is shown which diffusion parameters are useful for identifying the limits of the Harrison kinetics regimes for solute grain boundary diffusion. It is also shown how the measured segregation factor from the diffusion experiment in the Harrison Type‐B kinetics regime may differ from the global segregation factor.     

Effect of Diameter of Granules on Dissociation of Methane Hydrate

The kinetics of dissociation of methane hydrate in air at an external pressure of 1 bar was experimentally studied. It is shown that to describe the mechanism of dissociation of gas clathrate, it is necessary to take into account not only the degree of deviation of temperature and pressure from equilibrium values, but also the diameter of granules. As the diameter decreases, the rate of decomposition of methane hydrate increases significantly. Change in the grain size affects formation of pores and dissociation. The experiment demonstrated a self-preservation mechanism for granule diameters of more than 1 mm. In the case of powder with an average diameter of less than 0.3 mm, there was no self-preservation. The rate of dissociation depends on the combined effect of diffusion, crystallization, and creep.     

CCD技术在塞曼效应实验中应用的改进

利用CCD图像采集和计算机图像程序处理技术改进了塞曼效应实验系统,对比了测微目镜测量干涉圆环直径、利用手动方法处理实验图像以及利用计算机程序处理实验图像3种方法的实验结果.实验结果表明:利用计算机程序自动处理实验图像的方法能够简化实验并减小实验误差.     

细丝直径测量的设计性实验

设计性实验是高校实验教学的重要内容,其中最关键的环节是实验方案的设计。本文列举了细丝直径测量设计性实验的几种测量方案。     

凸形晶粒的各向异性三维von Neumann方程研究

三维晶粒长大规律是材料科学研究的核心问题之一, 本文通过考虑实际多晶组织中晶界能和晶界迁移率的不均匀性和各向异性因素对晶粒三晶棱处两面角大小的影响, 借助经典体视学中晶粒界面积分平均曲率与平均切直径的关系, 经推导得到了适合于凸形晶粒的一般性三维von Neumann方程, 结果表明实际凸形晶粒的准确长大速率可以表示为晶粒的平均切直径、三晶棱总长度和三晶棱处两面角的函数. 所得方程经过了Kelvin十四面体和5种规则多面体验证, 对于三维von Neumann方程(Nature, 2007, 446:1053)进一步推广并应用于实际金属和陶瓷材料具有重要的意义.     

由电阻率的准静态测量研究薄膜晶粒的生长动力学

提出一种用薄膜电阻率的准静态测量来进行薄膜晶粒生长动力学研究的方法。在超高真空系统中用直流溅射制备Pd膜,然后测量不同温度下Pd膜电阻率与退火时间的关系。利用二流体模型推算出对应晶粒尺寸大小的变化,并和TEM结果进行比较。在此基础上进一步分析了退火温度对薄膜中晶粒尺寸变化所起的作用,拟合出晶粒的生长曲线。实验结果表明晶粒长大是一种热激活生长过程,激活能约为0.53eV。 关键词：