納米顆粒底部流化聚團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、納米顆粒是一類粒徑在0.1～100nm的顆粒，一般難以被正常流化，并且在黏性力的作用下，納米顆粒會團(tuán)聚在一起，以聚團(tuán)的形式進(jìn)行流化。流化聚團(tuán)是一種包含豐富孔隙的多層次結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，由于缺少對納米顆粒流化聚團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征的認(rèn)識，聚團(tuán)與聚團(tuán)之間、聚團(tuán)與流化介質(zhì)之間的相互作用方式仍然是未知的，因此納米顆粒流化聚團(tuán)的動力生長機(jī)制、納米顆粒流化狀態(tài)的控制因素到目前為止仍然未被良好的解決。本文以納米SiO2顆粒為流化物料，以空氣為流化氣體

2、，獲得了納米顆粒在流化過程中形成的底部流化大聚團(tuán)，并采用了兩種方法分析了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
　　通過總結(jié)分析各學(xué)者計算實驗獲得的流化聚團(tuán)分形維數(shù)的方法，根據(jù)底部流化聚團(tuán)的特點，本文提出了一種更為準(zhǔn)確的計算方案，并對底部流化大聚團(tuán)進(jìn)行了分形特性分析。計算得到納米顆粒底部流化大聚團(tuán)的分形維數(shù)大于3，因此認(rèn)為它不是分形結(jié)構(gòu)，具有不同的形成方式。
　　為了獲得納米顆粒流化聚團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，本文采取樹脂固化這種全新的方式對底部流化大聚團(tuán)

3、進(jìn)行處理，該方法能完好的保存聚團(tuán)內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)。對固化后的聚團(tuán)，本文采取超薄切片的方式，通過透射電鏡獲取聚團(tuán)橫截面的結(jié)構(gòu)圖片，并利用本文提出的圖片處理分析方法，以孔隙率和孔隙孔徑分布作為表征量，對其進(jìn)行分析。結(jié)果表明，納米顆粒流化聚團(tuán)是分層結(jié)構(gòu)，從簡單到復(fù)雜的構(gòu)成單元分為納米顆粒、鏈狀機(jī)構(gòu)、二級聚團(tuán)、流化聚團(tuán)。尺寸大小不一的二級聚團(tuán)是在相同的控制條件下向四面八方均勻生長形成的，內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)都是由里到外比較相似，并且隨著孔徑的增加，相對

4、應(yīng)孔隙占總體孔隙的體積百分比迅速減少。二級聚團(tuán)的孔隙率隨聚團(tuán)大小變化不大，平均孔隙率約為62.18％，內(nèi)部大量孔隙的孔徑在25～100nm范圍內(nèi)。流化聚團(tuán)的形成則是受到不同同因素的控制，形成的流化聚團(tuán)的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)不相似，但是對于每一個流化聚團(tuán)，它也是向四周均勻生長的，因此內(nèi)部孔隙由里到外十分相似的。隨著孔徑的增加，相對應(yīng)孔隙占總體孔隙的體積百分比迅速減少。流化聚團(tuán)的孔隙率隨聚團(tuán)大小發(fā)生較大的變化，內(nèi)部大量孔隙的孔徑在200～1000n