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用范圍比較廣的粒度表征技術。由于基于此方法的粒度表征裝置結構簡單,可實現(xiàn)非接觸式測量和實時在線監(jiān)測,并有著無需稀釋被測樣品的優(yōu)點,從20世紀九十年代開始得到了大力的發(fā)展。目前,隨著科學技術的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的完善,材料科學的研究已進入了納米時代,在食品、醫(yī)藥、化工、能源等行業(yè)中所加工生產(chǎn)的顆粒粒度越來越小,這對過程控制和產(chǎn)品質(zhì)量提出了更嚴格的要求,而超聲法可實現(xiàn)在線測量、穿透能力強的特點,尤其適合工業(yè)實際應用。

2、　　本研究從理論模型研究出發(fā)并結合實驗驗證證實了超聲衰減譜法在納米顆粒懸濁液和動態(tài)漿料的顆粒粒度分布測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內(nèi)外的發(fā)展和應用,并指出了本研究所涉及到的相關內(nèi)容和工作;第二章介紹了超聲的物理基礎、超聲衰減機制、以及基于超聲衰減機制建立的三個理論模型,通過對超聲衰減機制的分析和比較給出了兩個模型的區(qū)別和應用范圍,最后介紹了實測過程中應用到的反演算法;第三章研究了基于超聲衰減譜法對納米顆粒懸濁液

3、進行粒度表征的實驗研究,首先證實了“長波區(qū)”簡化模型在納米顆粒懸濁液粒度表征中的適用性和可靠性,再通過大量的實驗研究來分析不同材料、粒度和濃度等因素對測量的影響;第四章主要研究了超聲譜法高濃度漿料多參數(shù)測量實驗臺以及利用此實驗臺所作的實驗研究工作,并利用接觸式和非接觸式測量方法對水煤漿進行了實測;第五章為研究結論和展望。
　　本文研究表明,通過理論計算和實驗結果,證實了超聲衰減譜法在納米顆粒懸濁液測量中的理論測量下限可以達到5nm

4、,體積濃度的測量范圍為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量結果與透射式電子顯微鏡以及CPS離心沉降儀(Ankersmid,荷蘭)測量結果吻合較好,證明了超聲衰減譜法的可靠性;對其他納米顆粒懸濁液的粒度表征結果顯示,當被測樣品的體積濃度低于5%時,無需考慮復散射效應,當體積濃度高于5%時則需要考慮,但不論何種情況下都要盡可能防止團聚現(xiàn)象的發(fā)生。對高濃度水煤漿顆粒粒度的測量研究表明,利用超聲衰減譜法測