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低相干动态光散射测量悬浮液中颗粒粒径及粒径分布

作　者: 陈智全
导　师: 夏辉
学　校: 中南大学
专　业: 光学
关键词: 低相干动态光散射相位调制扩散系数拖曳效应测量粒径分布
分类号: O436.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科技的进步,颗粒在工业生产中的应用越来越广泛,研究颗粒的特性,尤其是颗粒的粒径大小和粒径分布具有重要的意义。国内外发展了许多测量颗粒的方法和仪器,其中光散射法由于其独特的优点而得到广泛的发展和应用。光散射法根据原理的不同分为静态光散射法和动态光散射法。动态光散射法是通过测量散射光子光强信号的涨落来测量粒子动态特性和粒径。本论文利用低相干干涉计结合传统的动态光散射技术提出了一种低相干动态光散射法来测量粒子的动态特性,进一步拓宽了动态光散射的应用范围。该方法能有效抑制浓悬浮液中多次散射的影响,利用单散射为理论基础,从检测到的散射光信号中获得颗粒的粒径及粒径分布。论文介绍了动态光散射的基本原理以及在此基础上搭建的低相干动态光散射系统；从理论上讨论了固液界面附近壁的拖曳效应。根据建立的相位调制低相干动态光散射实验系统对悬浮液中颗粒粒径大小进行测量。讨论了固-液界面附近壁的拖曳效应对动态光散射测量颗粒粒径大小的影响。以体积浓度为10%的不同粒径的标准聚苯乙烯溶液为样品,对实验测得的粒子粒径,考虑壁的拖曳效应进行修正,结果表明,相位调制低相干动态光散射法可以精确测量浓悬浮液中的颗粒大小信息。采用相位调制低相干动态光散射法检测了不同浓度范围的样品的粒径及粒径分布,探讨了该方法在不同浓度范围颗粒检测的应用性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 颗粒大小测量的意义  8
  1.2 颗粒测试技术及进展  8-15
    1.2.1 当前国内外颗粒测量的方法  8-10
    1.2.2 动态光散射技术的发展  10-11
    1.2.3 低相干动态光散射技术的发展  11-15
  1.3 本论文的研究内容及方法  15-16
    1.3.1 本论文的研究内容  15
    1.3.2 本论文的研究方法  15-16
  1.4 小结  16-17
第二章低相干动态光散射原理  17-29
  2.1 动态光散射原理  17
  2.2 低相干干涉计  17-19
  2.3 低相干动态光散射原理及解析理论  19-26
    2.3.1 单次散射理论  19-21
    2.3.2 低相干干涉计的原理  21-22
    2.3.3 低相干动态光散射光程可分割原理  22-26
  2.4 相位调制低相干动态光散射实验系统  26-27
  2.5 小结  27-29
第三章固-液界面对粒子的拖曳效应  29-37
  3.1 引言  29
  3.2 悬浮液中粒子扩散理论  29-34
    3.2.1 粒子的自由平移扩散运动  29-31
    3.2.2 粒子的受限扩散运动  31-34
  3.3 固-液界面拖曳效应对粒子扩散运动的影响  34-35
  3.4 小结  35-37
第四章拖曳效应对低相干动态光散射测量粒径的影响  37-45
  4.1 引言  37
  4.2 实验系统及实验样品  37-38
  4.3 低相干动态光散射测量粒径  38-44
    4.3.1 拖曳效应对测量粒径的影响  38-42
    4.3.2 考虑拖曳效应的测量结果的修正  42-44
  4.4 小结  44-45
第五章低相干动态光散射对不同浓度样品的测量  45-49
  5.1 引言  45
  5.2 实验原理及方法  45-46
  5.3 实验结果与分析  46-48
  5.4 小结  48-49
第六章总结与展望  49-51
  6.1 总结  49-50
  6.2 展望  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
攻读学位期间主要的研究成果及参与研究课题  57
  主要的研究成果  57
  参加的研究课题  57

低相干动态光散射测量悬浮液中颗粒粒径及粒径分布

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