여기서는 전단 유동하 부드러운 물질 재료에서 동시에 임피던스 레올 중성자 산란을 측정하는 방법을 제시한다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
유전체 RheoSANS - 임피던스, 레올 로지 및 복잡한 유체의 작은 각도 중성자 산란의 동시 심문
이 논문에서
요약
초록
복합 유체의 전기적, 기계적 특성과 미세 구조를 동시에 질문 할 수있는 새로운 유전체 RheoSANS 기기의 동작을위한 방법이 제시된다. 장비는 상업 레오 미터에 장착 된 수정 된 강제 대류 오븐 내에 포함 된 쿠 에트 형상으로 구성되어 있습니다. 이 기기는 작은 각도 중성자 산란 (SANS) 중성자 연구를위한 국립 표준 기술 연구소 (NIST) 센터 (NCNR)에서 빔라인에서 사용할 수 있습니다. 쿠 에트 형상 중성자 투명하게 가공하고 전기적 특성 시료는 임의의 변형을 겪는 동안 티탄 실린더 사이에 한정된 미세 시료의 특성의 측정을 제공한다. 이러한 측정의 동기화를 모니터링하고, 소정의 실험 프로토콜의 실행을 제어하는 맞춤형 프로그램의 사용을 통하여 활성화한다. 여기에 설명하는 프로토콜에있다주파수 의존형 유전 측정이 수행되는 동안 전단 속도가 대수적으로 일정 기간 동안 각 단계에서 유지하는 최소값에 대한 최대 값으로부터 강화 된 흐름 스윕 실험을 수행한다. 대표적인 결과는 프로필렌 카보네이트에 분산 된 카본 블랙 응집체로 이루어진 겔 이루어진 샘플과 같다. 겔 안정된 전단력이 일어나, 카본 블랙 네트워크는 카본 블랙을 포함하는 네트워크를 결합 파괴와 관련된 초기 전도도의 감소를 야기하는 기계적으로 변형된다. 그러나, 높은 전단 속도로, 전도성이 전단 농화의 발병과 관련된 복구합니다. 전반적으로, 이러한 결과는 유전체 RheoSANS 형상을 이용하여 상기 현탁액의 rheo-미세 전기 특성을 동시에 측정의 유용성을 입증한다.
서론
거시적 특성의 측정은 종종 일반적으로 배합 성능을 개선하기 위해 이해를 개발하는 것을 목표로, 콜로이드 소재 및 자기 조립 시스템의 성격에 근본적인 통찰력을 얻을하는 데 사용됩니다. 특히,인가되는 응력 또는 변형 유체의 동적 응답을 측정 레올의 분야는, 예컨대 소비자 및 산업 유체 1 개 유변학 테스트 처리 동안과 같은 평형 조건 하에서도까지 평형에서 모두 콜로이드 동작에 대한 통찰력을 제공한다 겔, 안경은 배합 대상이되는 점도와 같은 유동 학적 파라미터를 측정하는데 사용될 수있다. 레올 로지 특성은 물질의 강력한 프로브 인 반면, 미세한 수준의 콜로이드 정보의 간접 측정 인 콜로이드 같은 기본적인 동작을 이해 크게 C의 유변학 적 측정을 결합하여 개선 될 수 있음omplementary 기술.
하나 개는 이러한 직교 기술은 임피던스 분광이다. 임피던스 분광은 진동인가 전계에 대한 물질의 응답을 측정하는 유전 완화 거동 벌크 프로브이다. 2 전하 수송 및 편광을 포함하는 물질 내의 전기 활성 휴식 모드에서 임피던스 스펙트럼 결과. 3, 4, 이러한 측정....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
1. SANS 빔라인에 레오 미터를 장착
참고 : 명명 된 구성 요소의 정의는 그림 1을 참조하십시오.
- 레오 미터의 전원이 꺼져있는 트랜스 듀서가 고정되고 모터 공기 베어링 프로텍터가 설치되어 있는지 확인. 중성자 빔을 끄고 오븐 문을 닫습니다.
- , 주둥이를 제거, 테이블에 큰베이스 플레이트를 설치 창을 설치하고 케이블이 복잡하게 얽힌하지 않고 트위스트되지 않도록 레오 미터의 크레인 어댑터에 장착 브래킷에 4 개 개의 작은 구멍을 고정합니다.
- 크레인을 사용하여, 레오 미터를 들어 올려 엉킴을 최소화하기 위해 케이블을 안내하는주의하면서 바깥쪽으로 향하도록 레오 미터의 LCD 화면과 테이블의 중앙에 휴식 레오 메타 테이블에서 기동.
- SANS의 제어 소프트웨어를 사용하여 최소 Z 위치로 테이블을 보낼 수 있습니다.
- 레오 '크레인 어댑터를 제거하고 CR을 사용하여 플랫폼에서 멀리 들어메탄을.
2. 유전체 셀 조립
참고 : 명명 된 구성 요소의 정의는 그림 2를 참조하십시오.
- 레오 미터의 전원이 ....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
유전체 RheoSANS 실험에서 대표적인 결과를도 5 및도 6에 나타낸다. 이러한 데이터는 프로필렌 카보네이트에 전도성 카본 블랙의 현탁액에 촬영된다. 이 집계 인해 전기적으로 실시하고 젤을 형성 상대적으로 낮은 고체 부하에서 매력적인 상호 작용에 응집. 같은 현탁액의 유동 학적 전도도 응답은 연구의 활성 영역이며, 현재의 연구는 이러한 측정의 미세 기원을 이해하기 위해 노력한다. 유전체 RheoSANS 악기 고유하게는 반고체 전기 플로우 셀과 애플리케이션에서 발견되는 것과 유사한 변형을 겪는다으로 동시에 물질의 전기적 및 기계적 특성을 프로빙으로이 문제를 해결하는 데 적합한 도구이다. 이러한 셀에서 카본 블랙 형태 플로에 부피 전도성을 제공하는 전도성 첨가제날개 전극.
절차에서 설명하는 실험은 전단.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
동시에 유전체 RheoSANS 실험 방법은 소정의 변형이 일어나 재료, 전기 유변 미세 반응. 여기에 도시 된 예는 전기 흐름 셀에 사용되는 도전 조제를 구성하는 도전성 카본 블랙 현탁액이다. 유전체 RheoSANS 기기 중 하나 또는 전기 유변 측정 정확도의 저하없이 좁은 갭 쿠 에트 셀 내의 전단의 방 사면의 질의를 가능하게한다. 또한, 형상은 전단 응력, 전도성과 같은 고유 전율 변수가 적절한 데, 원시 신호 토크 저항, 및 위상 시프트의 변환을 허용한다. 시간에 따른 전단 속도 의존 rheo-전기 구조적 특성을 기록하는 동안 전단 속도가 대수적 최소값 최대 값에서 강화되는 경우,이 절차에서 설명 된 실험에서, 플로우 스윕 수행. 이러한 측정으로부터, 미세하고 수득로서 카본 블랙 전도성 겔의 진화를 조사하는 것이 가능하고, 거시적 흐름을 겪는다. 때문에 유전체 동시 측정, 우리는 그들이 용융물로부터 멀리 평형이 겔화 물질의 전도의 기원을 조사 할 수있다. 20 플로우 스윕을 수행.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
저자가 공개하는 게 없다.
감사의 글
저자는이 기간뿐만 아니라 국가 연구위원회 등의 지원을하는 동안 중성자 연구 CNS 협력 계약 번호 번호에 대한 부분적인 자금 70NANB12H239 보조금을 NIST 센터에 감사드립니다. 특정 상용 장비, 악기, 또는 재료가 적절하게 실험 절차를 지정하기 위해 본 논문에서 식별됩니다. 이러한 식별은 국립 표준 기술 연구소에서 권장하거나 보증을 의미하는 것은 아니다 않으며 자료 또는 확인 된 장비는 반드시 목적에 가장 적합한 사용할 수 있다는 것을 의미하는 것이다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| ARES G2 레오미터 | TA Instruments | 401000.501 | 레오미터 |
| ARES G2-DETA ACCY 키트 | TA Instruments | 402551.901 | BNC 커넥터 |
| 형상 ARES 25mm DETA | TA Instruments | 402553.901 | 유전체 형상 |
| ARES G2 강제 대류 오븐 | TA Instruments | 401892.901 | FCO |
| 애질런트 E4980A LCR 미터 | TA Instruments | 613.04946 | LCR 미터 |
| USB-6001 | National Instruments | NI USB-6001 | 데이터 수집 카드 |
| Vulcan XC72R | Cabot | Vulcan XC72R | |
| 프로필렌 카보네이 | Aldrich | 310328 | |
| LabVIEW 시스템 디자인 소프트웨어 | National Instruments | 776671-35 | 제어 소프트웨어 |
참고문헌
- Macosko, C. Rheology: Principles, Measurements and Applications. Powder Technology. 86 (3), (1996).
- Barsoukov, E., Macdonald, J. R. Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications. , Wiley-Inerscience. (2010).
- Pelster, R., Simon, U. Nanodispersions of conducting particles: Preparati....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
