基于超聲衰減譜法的納米顆粒和水煤漿的粒度表征研究.pdf

1、超聲衰減譜法是一種應(yīng)用范圍比較廣的粒度表征技術(shù)。由于基于此方法的粒度表征裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),并有著無(wú)需稀釋被測(cè)樣品的優(yōu)點(diǎn),從20世紀(jì)九十年代開始得到了大力的發(fā)展。目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的完善,材料科學(xué)的研究已進(jìn)入了納米時(shí)代,在食品、醫(yī)藥、化工、能源等行業(yè)中所加工生產(chǎn)的顆粒粒度越來(lái)越小,這對(duì)過(guò)程控制和產(chǎn)品質(zhì)量提出了更嚴(yán)格的要求,而超聲法可實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量、穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn),尤其適合工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。

2、　　本研究從理論模型研究出發(fā)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證證實(shí)了超聲衰減譜法在納米顆粒懸濁液和動(dòng)態(tài)漿料的顆粒粒度分布測(cè)量中的適用性和可靠性。本文第一章介紹了超聲衰減理論在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用,并指出了本研究所涉及到的相關(guān)內(nèi)容和工作;第二章介紹了超聲的物理基礎(chǔ)、超聲衰減機(jī)制、以及基于超聲衰減機(jī)制建立的三個(gè)理論模型,通過(guò)對(duì)超聲衰減機(jī)制的分析和比較給出了兩個(gè)模型的區(qū)別和應(yīng)用范圍,最后介紹了實(shí)測(cè)過(guò)程中應(yīng)用到的反演算法;第三章研究了基于超聲衰減譜法對(duì)納米顆粒懸濁液

3、進(jìn)行粒度表征的實(shí)驗(yàn)研究,首先證實(shí)了“長(zhǎng)波區(qū)”簡(jiǎn)化模型在納米顆粒懸濁液粒度表征中的適用性和可靠性,再通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)分析不同材料、粒度和濃度等因素對(duì)測(cè)量的影響;第四章主要研究了超聲譜法高濃度漿料多參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)以及利用此實(shí)驗(yàn)臺(tái)所作的實(shí)驗(yàn)研究工作,并利用接觸式和非接觸式測(cè)量方法對(duì)水煤漿進(jìn)行了實(shí)測(cè);第五章為研究結(jié)論和展望。
　　本文研究表明,通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證實(shí)了超聲衰減譜法在納米顆粒懸濁液測(cè)量中的理論測(cè)量下限可以達(dá)到5nm

4、,體積濃度的測(cè)量范圍為0.5％～10%。其中體積濃度為0.5%的納米銀—水懸濁液的顆粒粒度分布測(cè)量結(jié)果與透射式電子顯微鏡以及CPS離心沉降儀(Ankersmid,荷蘭)測(cè)量結(jié)果吻合較好,證明了超聲衰減譜法的可靠性;對(duì)其他納米顆粒懸濁液的粒度表征結(jié)果顯示,當(dāng)被測(cè)樣品的體積濃度低于5%時(shí),無(wú)需考慮復(fù)散射效應(yīng),當(dāng)體積濃度高于5%時(shí)則需要考慮,但不論何種情況下都要盡可能防止團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)高濃度水煤漿顆粒粒度的測(cè)量研究表明,利用超聲衰減譜法測(cè)