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Non-Gravitational Effects with Density-Matching in Evaluating the Influence of Sedimentation on Colloidal Coagulation 下载免费PDF全文
The method of density matching between the solid and liquid phases is often adopted to effectively eliminate the effect of sedimentation of suspensions in studies on dynamic behaviour of a colloidal system. However, the associated changes in the solvent composition may bring side effects to the properties investigated and therefore might lead to a faulty conclusion if the relevant correction is not made. To illustrate the importance of this side effect, we present an example of the sedimentation influence on the coagulation rate of suspensions of 2μm (diameter) polystyrene. The liquid mixtures, in the proper proportions of water (H2O), deuterium oxide (D2O) and methanol (MeOH) as the liquid phase, density-matched and unmatched experiments are performed. Besides the influence of viscosity, the presence of methanol in solvent media, used to enhance the sedimentation effect, causes significant changes (reduction) in rapid coagulation rates compared to that in pure water. Without the relevant corrections for those non-gravitational factors it seems that gravitational sedimentation would retard the coagulation. The magnitude of the contribution from the non-gravitational factor is quantitatively determined, making the relevant correction possible. After necessary the influence of the sedimentation on coagulation rates at corrections for all factors, our experiments show that the initial stage of the coagulation is not observable. 相似文献
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在对胶体晶体的研究中,带电粒子胶体晶体的形成机理比硬球胶体晶体更加复杂,对其形成条件目前还缺少有效的判断依据. 有效硬球模型判据提出以有效直径作为判断参数. 为了验证该判据的有效性,利用布朗动力学模拟研究了不同有效直径下带电粒子胶体晶体的特性. 为了更加定量地研究单因素对带电胶体晶体形成的影响,取有效直径为2.8至0.8,并对一定的有效直径,研究了粒子几何直径和排斥力不同情况下的结晶行为. 在布朗动力学模拟过程中,采用径向分布函数和键序参数方法检测体系的结构变化,并分析所形成的晶体结构. 结果表明,在判断带电粒子胶体体系能否形成有序结构方面,有效硬球模型判据有一定的合理性. 但是,并不能将有效直径作为唯一的判别参数,而是需要综合其他参数的影响,这显示出该判据的片面性.
关键词:
布朗动力学模拟
带电胶体晶体
有效硬球模型 相似文献
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利用落塔的短时微重力条件, 实验研究了与容器连通的毛细管中的流体在微重力条件下的毛细流动过程, 并通过理论分析建立了相应的毛细管中弯月液面高度随时间变化的微分方程. 结果表明, 对于不同的接触角和不同的容器/毛细管参数, 由建立的理论公式得到的数值解结果都与实验结果在定量上较为一致. 此外, 实验中发现, 改变乙醇和去离子水混合液的比例可以明显地改变接触角参数, 但对毛细流动的影响很小, 建立的理论公式也对这一现象给出了合理的解释. 该研究对于预测和分析微流道及空间微重力条件下的毛细流动行为具有明显的应用价值. 相似文献
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用物理力学方法处理不同聚集态系集的关键是建立恰当的统计模型.这就要针对所研究的对象,抓住其主要特征,作出能反映其物理本质的基本简化.例如,在处理稀薄气体时,就是抓住了分子间相互作用的势能远小于分子运动的动能这个特点,把分子间相互作用理解为只是瞬间的碰撞.但在处理固体系集时,则又抓住分子间势能的影响要比分子振动和扩散的动能大得多,分 ... 相似文献
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采用布朗动力学模拟方法, 研究了流体动力学作用对稀溶液中悬浮粒子聚集过程的影响. 模拟中忽略了一个粒子同时与多个粒子碰撞聚集的可能, 引入了前人有关两粒子间流体动力学作用影响的研究成果. 模拟结果证实了流体动力学的作用在比较大的幅度上减缓了粒子的聚集过程, 是导致粒子聚集速率的实验值低于Smoluchowski理论值的重要原因之一. 另外, 在分别加入和排除重力作用, 以及考虑和忽略粒子间流体动力学作用在内的各种条件下模拟了粒子的聚集过程, 得到了两种因素相互耦合作用时各因素对粒子聚集过程影响的结果, 并从动力学的角度对这些因素的影响机制进行了相应的讨论. 相似文献
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胶体粒子聚集速率常数实验值远低于理论值一直是被普遍关注的问题.聚集速率常数的理论推导是基于粒子的几何半径来考虑的,但决定粒子扩散速率及聚集速率的应该是粒子的流体力学半径(大于几何半径),因而它是使聚集速率常数实验值低于理论值的因素之一.影响流体力学半径的因素很多,其中,带电粒子在溶液中因表面存在双电层,会明显增大流体力学半径,造成聚集速率减慢.而双电层的厚度又随溶液中离子强度的不同而改变.本工作在聚集速率的公式中引入了修正因子,即几何半径与其流体力学半径之比,以修正由于用几何半径代替流体力学半径带来的误差.其中几何半径和流体力学半径可以分别用扫描电镜(SEM)和动态光散射(DLS)来测定.以两种粒径的聚苯乙烯带电微球为例,考察了在不同离子强度下,该误差的大小.结果发现,对于半径为30 nm的微球,用流体力学半径计算的慢聚集速率常数比理论值偏低约8%.该误差随离子强度增加而减少.对于快聚集情况,流体力学半径对聚集速率基本没有影响. 相似文献