二氧化鈦英文資料翻譯

外文翻譯院系專 民航與安全工程學(xué)院安全工程7405102安全工程7405102200704051044李光王志沈陽(yáng)航空航天大學(xué)2011年6月納米分體表面分散行為的識(shí)別摘要這篇論文是為了檢驗(yàn)高酸性金屬表面氧化物在經(jīng)過(guò)納米金粉紅二氧化鈦粉體（公稱直徑為40mn）處理后的穩(wěn)定性。通過(guò)色散來(lái)描述它的沉淀過(guò)程和透光的散射模式。在使用橢圓偏振光散射（EPLS）的情）兄下，通過(guò)分形結(jié)構(gòu)鑒定凝聚的程度并通過(guò)分形維數(shù)進(jìn)行粒度分析。量化超聲波對(duì)改變氧化鉤凝聚物的大小和結(jié)構(gòu)（緊湊）、鉗氧化物的表面處理以及未處理的鈦氧化物的效果。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)凝聚物的尺寸減小和沉降行為的改變，證明表面處理能增加分散物分散的穩(wěn)定性。通過(guò)橢圓偏振光散射紋理的研究，結(jié)合結(jié)合超聲波分析，用以揭示凝聚的物形狀，顆粒間原生鍵、結(jié)構(gòu)以及凝聚的的發(fā)展機(jī)制等信息。引言了解納米粒子的膠狀性質(zhì)是成功生產(chǎn)納米材料的關(guān)鍵。較小的粒徑為粒子的相互作用帶來(lái)了新的、劇烈的反應(yīng)。粒子間強(qiáng)烈的凝聚形成大分子結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)使得穩(wěn)定的均勻分散很難在納米級(jí)的單位實(shí)現(xiàn)。如果要擴(kuò)大納米材料的應(yīng)用規(guī)模，就必須先了解納米材料的基礎(chǔ)知識(shí)和基本處理步驟。分散控制的問(wèn)題可以通過(guò)研究新的過(guò)程處理技術(shù)解決，但是新方法的必須在健全的描述方法論的指導(dǎo)下再次通過(guò)多人會(huì)議模式找出。效果十分明顯。處理技術(shù)的進(jìn)步會(huì)在從先進(jìn)材料到藥品的大范圍應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)改進(jìn)改進(jìn)產(chǎn)品和處理過(guò)程。納米粒子間的優(yōu)勢(shì)粒間力與較大粒子間的優(yōu)勢(shì)粒間力大不一樣，納米粒子的穩(wěn)定分散主要依靠粒子間的吸引力和排斥力。通過(guò)測(cè)量有效粒子（原始粒子和上面的凝聚物）的幾何尺寸來(lái)對(duì)粒子間相互力量的能級(jí)水平進(jìn)行分級(jí)，例如范德華吸引力和靜電排斥力。粒子和溶劑分子之間也會(huì)產(chǎn)生相互作用力。在較強(qiáng)的排斥力作用下懸浮的粒子，它們的分散十分均勻、穩(wěn)定。如果粒子間的吸引力過(guò)大，整個(gè)分散系統(tǒng)就是變得十分的不穩(wěn)定，粒子就會(huì)迅速的凝聚。溶劑的流變學(xué)性質(zhì)也影響著粒子間的相互作用和粒子間的凝聚，以及粉體的擴(kuò)散和沉降速率。不幸的是，在較高表層的很多納米粒子見(jiàn)經(jīng)常發(fā)生由于較大的吸引力而產(chǎn)生凝聚分散。在粒子分散的各個(gè)階段中，團(tuán)聚度或者凝聚的粒子以及凝聚的形態(tài)和在各個(gè)過(guò)程階段中粒子總體的結(jié)構(gòu)決定了分散物最后的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（例如，其可溶性、機(jī)械強(qiáng)度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、花化學(xué)特性等）。為了增加分散的穩(wěn)定性，己經(jīng)采用了許多新的方法，（例如，阿多爾.2001.康利.1996.莫里森羅斯.2002)0簡(jiǎn)單的機(jī)械振動(dòng)或低能量的攪拌常常被用來(lái)分散軟的凝聚物。在一些粒子分散比較困難的環(huán)境中，必須采用較高能耗的振動(dòng)來(lái)進(jìn)行分散。超聲波降解法可以作為分散凝聚物的臨時(shí)措施，特別是針對(duì)那些兒何體積大且粒子間粒子力較小的凝聚物。微端超聲波降解技術(shù)對(duì)納米氧化皓粉末的分散作用已經(jīng)經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)(烏克蘭塞卡.2001)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在分散開(kāi)始的最初100+20S內(nèi)，超聲波能夠減小凝聚物的大小，但是繼續(xù)用超聲波的話則會(huì)產(chǎn)生二次凝聚和再次凝聚成團(tuán)。如果粉體呈固體塊狀結(jié)構(gòu)，則可以通過(guò)研磨來(lái)打斷粒子之間的聯(lián)系減小兒何體積。濕球研磨技術(shù)被廣泛的用于改善納米粉體的分散(Kelsalletal.,1978).在一個(gè)簡(jiǎn)單的液體環(huán)境中，粒子間的作用力可以通過(guò)借用適當(dāng)?shù)姆稚⒚浇閬?lái)進(jìn)行調(diào)整或按要求改變，改變?nèi)芤旱腜H值(Widegien,2002)和離子濃度，或者使用表面活性劑或高分子材料吸附在粒子表面。這些不同的方法能在許多環(huán)境中迅速的改善粒子分散度，但是他們的使用常常受到很多方面的限制。在較高PH值或較低PH值的分散介質(zhì)中加入化學(xué)試劑往往會(huì)產(chǎn)生像化學(xué)腐蝕之類的好的影響。因此，跟為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)常常被用來(lái)穩(wěn)定分散(Stein,1996).各種用于提高粒子在不同溶劑和聚合物系統(tǒng)中分散性能的納米粉體的化學(xué)處理方法都是在硅烷和鈦酸鹽涂料的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的。最近，在一種新的粉體技術(shù)的指導(dǎo)下得到了一種分散良好的納米陶瓷粒子溶液。使用類似氧化鈕(MoO3),氧化鵠(WOJ的其他強(qiáng)酸性金屬氧化物來(lái)修改納米氧化物粒子的表面特性，提高粒子表面的路易斯酸度，從而提高粒子在水中分散的穩(wěn)定性。在這篇論文中我們使用了機(jī)械和化學(xué)兩種方法來(lái)處理納米粒子的分散。通過(guò)橢圓偏振激光光散射進(jìn)行分形分析，鑒定凝聚的結(jié)構(gòu)和表征。酸性金屬氧化物對(duì)金紅石型二氧化鈦粉體分散的作用己經(jīng)經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。比較三種粒子分散系統(tǒng)，未處理的TiO2,摻雜MoO3的T1O2,WO3處理的T1O2,這些系統(tǒng)分散的問(wèn)題性通過(guò)粉體的分散行為和沉降結(jié)構(gòu)來(lái)表征。超聲波對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)中凝聚物以及再凝聚物的分散效果均被量化，分散粒子大小以及相互間的關(guān)系都經(jīng)過(guò)了分析。分形特征分形描述作為一種描述凝聚結(jié)構(gòu)的方法論迅速的被人們所接受。許多類凝膠類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了分形研究(Bushell,2002)°在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，分形描述只被用

在稀釋的容易系統(tǒng)中，但是在最近的研究中發(fā)現(xiàn)，在粉體）疑膠類物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)4%時(shí)，分形描述任然適用（Lattuadaetal.,2001）o分形分析提供關(guān)于凝聚物的形狀和孔隙特性（緊密程度）的定量信息。數(shù)字1說(shuō)明凝聚物具有高的通透性。開(kāi)放性結(jié)構(gòu)的凝聚物具有低的分形維數(shù)和低的孔隙度，緊密結(jié)構(gòu)的凝聚物具有較高的分形維數(shù)。雖然粒子結(jié)構(gòu)描述不能明確的揭示粒子構(gòu)成之間鍵的類型的信息（例如，軟凝聚或硬凝聚），但是組織形式（開(kāi)放性或緊湊型結(jié)構(gòu)）的識(shí)別能夠凝聚構(gòu)成過(guò)程的自然特性。有了這個(gè)信息后，我們就有可能有效的分辨）凝聚的建的類型（軟）凝聚或硬）凝聚），從而找出更多適當(dāng)?shù)姆稚⒎椒?。PorousLinearDf=1.2Df=1.6N=75monomers圖PorousLinearDf=1.2Df=1.6N=75monomers圖1不同分形維數(shù)的凝聚結(jié)構(gòu)CompactDf=2.3橢圓偏振光散射橢圓偏振光散射（EPLS）基本操作的理論規(guī)則來(lái)源于輻射散射理論，也就是電磁波理論（麥克斯韋方程）。就像一個(gè)小顆?；蛄Ｗ咏M的光的分布，它就像一個(gè)包含在粒子光分散強(qiáng)度和偏振太中的有關(guān)粒子尺寸和形狀特性的指紋。偏振光的強(qiáng)度和狀態(tài)可以通過(guò)四透鏡斯托克向量K完全的精確確定（BolHen&Huffman,1983）。K=（IQUV）T （1）其中，I代表總磁力強(qiáng)度，Q代表水平方向和垂直方向偏振強(qiáng)度的差值，U代表十45。和-45。方向上強(qiáng)度的差值，V代表左側(cè)和右側(cè)的循環(huán)偏振強(qiáng)度差值，T表示向量上的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換運(yùn)算。斯托克斯入射光的向量Ki和散射光向量Ks的關(guān)系可以通過(guò)米勒散射矩陣S來(lái)表示；Ks=［S］Ki （2）散射矩陣［S］中的每一個(gè)元素提供了散射介質(zhì)中的詳細(xì)信息。懸浮液中隨機(jī)粒子的散射矩陣［S（8）］可以表示如下：/ShS120 0\1 S12S2200 （3）[㈣]=而00$33S34\0 0SuSg/其中：e代表分散角度，k=i幾代表波數(shù)，[表示粒子中心到光收集器的距離。如果粉體凝聚在一起（實(shí)際形成一個(gè)大的、不規(guī)則形狀的粉體），等式（3）會(huì)將凝聚體當(dāng)做它的原始粉體來(lái)對(duì)待。矩陣中的每一個(gè)元素都是關(guān)于散射角8、粉體尺寸和形狀的函數(shù)。在不同的散射角位置，不同尺寸的粉體，在其分散或凝聚時(shí)都會(huì)有其特有的散射矩陣。同樣的，一個(gè)由大粒徑和小粒徑分體混合的分散系統(tǒng)也有其特有的散射矩陣。粉體的凝聚在粉體的凝聚過(guò)程中會(huì)有很多潛在的準(zhǔn)備過(guò)程（形狀上），例如粉體子組（原始粒子或單體）的增加。分體凝聚的形狀一般通過(guò)眾所周知的比例定律來(lái)表達(dá)（參見(jiàn)，例,Vicsek.l999）oNA（Rg/rp）Df （4）其中，N表示凝聚體中初始粒子的數(shù)量，血表示凝聚的回轉(zhuǎn)距離（從凝聚物中心到外表面距離的均方根），ip表示初始粒子的粒子半徑，Df指的是凝聚的分形維數(shù)。通過(guò)變化散射矩陣中用以描述凝塊分形的元素（等式（3）中得到的Sij）N和Df,通過(guò)橢圓偏振光實(shí)驗(yàn)可以得出凝塊的性質(zhì)。對(duì)于凝聚物結(jié)構(gòu)的探查，偏振光散射是一個(gè)十分優(yōu)越的方法。單個(gè)原始粒子分散輻射的干擾模式與散射角有很大的關(guān)系。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是利用波的矢量公式q=47認(rèn)-1sin（8/2）來(lái)計(jì)算凝聚物結(jié)構(gòu)的。當(dāng)初始粒子相互間的分散距離小于1/q時(shí)，分散就會(huì)分段并且會(huì)導(dǎo)致相互干涉。當(dāng)凝聚物的回轉(zhuǎn)半徑小于規(guī)定尺寸1/q時(shí)，分散反應(yīng)的劇烈程度就與分體分散面積