动态光散射测量纳米颗粒粒度的计算机模拟

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Liujiajia0801
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
动态光散射(dynamiclightscattering,DLS)技术是测量亚微米及纳米颗粒粒度的有效方法。该方法通过测定散射光中微小的频移及角度依赖性得到关于散射质点的动态行动,可以求出溶液中颗粒的平动扩散系数,从而反演出其粒径大小和分布。虽然动态光散射的应用前景乐观,但是在小颗粒粒度测量过程中,对实验环境和实验过程要求苛刻,这使得大量、重复性的动态光散射纳米颗粒测试实验难度增加。尤其在研究多分散颗粒体系时,人工配制不同混合比例的溶液,操作难度大而且精确度无法保证。 本文采用计算机模拟的方法研究动态光散射颗粒测量技术,可以在较短的时间内得到含有颗粒粒度信息的随机信号,使得大量的重复性实验可以在短时间内完成,从而为动态光散射颗粒测量技术的研究提供方便而又可靠的辅助工具。由于计算机模拟不受实验条件的限制,一些颗粒粒度分析理论的研究可以在更大的颗粒粒度范围内进行。 通过深入研究动态光散射理论和搭建动态光散射实验装置,本文建立了计算机模拟的实验方案,其主要内容有:布朗运动的模拟,动态光散射光强信号产生的模拟,信号自相关运算,信号自相关曲线分析等。各部分之间相互联系,形成一个完整的信号产生、提取和处理系统。 本文首先对颗粒的二维随机行走进行布朗运动模拟。通过分析布朗运动动力学方程,可知随机行走的步长服从期望值为0、方差为√2Dbτ的正态分布。通过对三种随机数发生器产生的伪随机数进行检验和比较,选择出一种最佳的随机数发生器对布朗运动进行模拟,并根据爱因斯坦关于经典布朗运动的特征进行了检验,证明计算机模拟布朗运动的结果符合经典布朗运动的特征。动态光散射信号产生的根本原因是多谱勒效应,这就需要计算出颗粒相对观测点运动产生的多谱勒频移,并记录下根据自拍技术得到带有频移信息的散射光强涨落信号时间序列。信号自相关运算是对得到的散射光强涨落信号时间序列进行自相关运算,得到自相关曲线。最后对自相关曲线进行分析,进而得到颗粒粒径和分布。 对于单分散颗粒体系,采用自己编制的单分散颗粒体系的自相关曲线分析程序(权重和最小二乘法)进行分析得出计算机模拟结果与设定值基本吻合的结论。 对于多分散颗粒体系,研究了两种不同粒径的颗粒按三种不同的比例混合情况下的自相关曲线。利用Brookhaven公司相关分析软件提供的非负最小二乘法(MNLS)对这三种情况下的自相关曲线进行了数据反演,得出的结论与理论相符合。 本论文对动态光散射颗粒粒度测量实验的计算机模拟进行了探索性地研究,建立了一套完整的单分散颗粒体系的模拟计算软件,并且完成了除数据反演部分外的多分散颗粒体系的模拟计算程序。虽然国内有对单分散颗粒体系的研究,但是只完成了部分模拟。对于多分散颗粒体系的模拟,从目前检索的情况看,还未发现国内有关于这方面的研究文献。 此动态光散射颗粒粒度测量实验模拟软件系统,可以作为动态光散射颗粒测试技术研究的有效工具,尤其为多分散颗粒体系的相关理论的研究提供了实验平台。
其他文献
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
现代制造业“高精度、高效率、高可靠性和专用化”的发展趋势,对现代刀具的设计提出了智能化、专用化的要求。研究开发智能化专用刀具CAD系统对刀具设计效率的提高、刀具产品
随着我国社会经济的迅速发展以及科学技术的不断进步,电子信息技术获得了良好的发展以及应用.在当前信息技术迅速发展的时代背景中,各个行业不断开始借助电力系统进行生产管
雕刻机的数控系统是数控雕刻机的控制核心,其控制功能的强弱、控制性能的优劣直接关系着数控雕刻机的加工质量与加工效率,对整个雕刻机的性价比和市场竞争力都至关重要。本文
三指灵巧手的研究在精密机械、军事、工业、医疗器械等领域都有着很重要的现实意义和广泛的应用前景。本文介绍了国内外灵巧手的研究现状。采用模块化的思想对三指灵巧手的结
随着汽车制造行业的发展和激烈的市场竞争,许多汽车生产厂商不断的开展了大量的试验研究工作,以求提高汽车的质量和推出新颖产品。因此对汽车试验仪器的需求也是越来越高。同
智能数码广播系统,简单的说,即指通过微型计算机来控制,并能数字显示广播全过程的广播方式。随着企业日益大型化、现代化的发展,在生产过程中对管理和信息的传递要求越来越高
摘 要:计量与人们的生产生活息息相关,并在社会各个领域发挥着重要的作用,因此需要加强计量监督管理工作,有效的提高计量服务水平,可以进一步稳定市场秩序,保护好广大消费者的合法权益。文中分析了加强计量监督管理的重要性,并进一步对加强计量监督管理,提高计量服务水平的措施进行了具体的阐述。  关键词:计量监督管理;服务水平;器具管理;执法;检定;程序化建设  中图分类号:F203 文献标识码:A 文章编号
学位
功能梯度材料是指一类在结构和组成要素上连续或准连续变化,其性能相应于结构与组成变化而渐变的非均质复合材料。作为一种新兴的生物功能梯度材料,具有功能梯度结构的牙根植