Внутренние градиенты магнитного поля в пористых средах: экспериментальное исследование

• Автор: Мутина, Альбина Ришатовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ГЛАВА I. ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ. НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. ЯМР ДИФФУЗОМЕТРИЯ ВО ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ ГРАДИЕНТАХ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

1.1 Пористые материалы и их роль в современности

1.2 Направления и методы исследования пористых сред

1.2.1 Исследование структурных характеристик пористых сред

1.2.2 Динамическое и фазовое состояние флюида в поровом пространстве

1.3 Метод ЯМР диффузометрии в исследовании пористых сред

1.4 Внутренние магнитные поля в пористых средах. Влияние на

ЯМР измерения

1.5 Направления исследований проблемы внутренних градиентов

магнитного поля

1.5.1 Теоретические расчеты и моделирование внутренних магнитных полей и их градиентов
1.5.2 ЯМР подходы, основанные на учете и компенсации
эффекта внутренних градиентов магнитного поля
1.5.3 Использование внутренних магнитных полей и их градиентов для получения информации
о пористых средах
ГЛАВА II. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Основы метода ЯМР
2.2 ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля
2.2.1 Диффузометрия
2.2.2 ЯМР диффузометрия в исследованиях пористых

материалов
2.3 Методы компенсации внутренних полей. 13-ти интервальная
последовательность

2.4 Использование внутренних градиентов для получения
информации о пористой среде
2.4.1 эксперимент
2.4.2 «Тау-сканнинг» эксперимент
2.5 Объекты исследования
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
3.1 Использование ЯМР высокого разрешения для получения распределения внутренних магнитных полей в пористых средах
3.2 Форма линии спектров распределения внутренних магнитных
полей в пористых средах
3.3 Влияние напряженности внешнего поля Н0 на характеристики спектров распределения внутренних магнитных полей
в пористых средах
3.4 Влияние А% и размера частиц на характеристики спектров распределения внутренних магнитных полей в пористых средах
3.4.1 Случайная упаковка стеклянных шариков разного размера
3.4.2 Не гранулированное пористое стекло «Уусог»
с диаметром поровых каналов <1кт = 40А
3.4.3 Гранулированное пористое стекло «Уусог»
3.4.4 Насыпка размолотого кварцевого песка
3.5 Влияние молекулярной подвижности на характеристики измеряемых спектров распределения внутренних магнитных
полей в пористых средах
3.6 Влияние степени заполнения порового пространства на характеристики измеряемых спектров распределения
внутренних магнитных полей в пористых средах
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О РАСПРЕДЕЛЕНИИ ВНУТРЕННИХ ГРАДИЕНТОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
4.1 «Тау-сканнинг» методика. Теоретические
и экспериментальные аспекты

4.2 Возможности «тау-сканнинг» эксперимента на примере исследования системы «песчаник - тридекан»
4.3 Использование обратного преобразования Лапласа для обработки данных «тау-сканнинг» эксперимента
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛИЗАЦИИ И СОСТОЯНИЯ
ЖИДКОСТИ В ПОЛНОСТЬЮ И ЧАСТИЧНО ЗАПОЛНЕННЫХ
ПОРИСТЫХ СРЕДАХ ПО ДАННЫМ КЛАССИЧЕСКИХ
МЕТОДИК И ИНФОРМАЦИИ О ВНУТРЕННИХ ГРАДИЕНТАХ
магнитного поля
5.1 Распределение ВГМП в пористых средах в случае полного
и частичного заполнения порового пространства диффузантом
5.1.1 «Тау-сканнинг» эксперимент: распределение ВГМП в полностью заполненном диффузантом поровом пространстве
5.1.2 Особенности распределения ВГМП в частично заполненном диффузантом поровом пространстве. «Тау-сканнинг» эксперимент
5.2 DDif эксперимент для полностью и частично заполненных диффузантом пористых сред
5.2.1 DDif эксперимент: полное усреднение ВГМП в полностью заполненном поровом пространстве
5.2.2 DDif эксперимент: частичное заполнение порового пространства
5.3 Исследование структуры порового пространства и локализации жидкости в нем с помощью классических ЯМР с ИГМП подходов
5.3.1 ЯМР с ИГМП в определении структуры порового пространства
5.3.2 ЯМР с ИГМП в определении локализации жидкости в поровом пространстве в случае его частичного заполнения
5.4 Молекулярная подвижность гексана в гранулированном пористом стекле «Vycor»
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

р = Л ехр(- 2г/Г2/ - Г| /Ти )/£. Р( ехр(- 2г/Г2,- - г, /Д), (2.8)
где р, - истинная населенность /-ой компоненты, Д, Д - времена спин-решеточной и время спин-спиновой ядерной магнитной релаксации /-ой компоненты исследуемой системы, соответственно.
Получение диффузионных затуханий в условиях постоянства всех временных интервалов импульсной последовательности, т.е. в условиях одинакового релаксационного вклада в значение амплитуды сигнала спинового эхо, регистрируемого в условиях варьирования амплитуды импульсного градиента магнитного поля, позволяет проводить процедуру нормировки амплитуды сигнала эхо А(в) на «чистый» релаксационный вклад (полученный при нулевом значении градиента магнитного поля, Л(0)) и говорить о том, что форма получаемых нами диффузионных затуханий (2.7) отражает неискаженное (в смысле значений коэффициентов самодиффузии) релаксацией диффузионное поведение системы.
Таким образом, значения коэффициентов самодиффузии Д компонент системы и соответствующие им кажущиеся населенности р ,• определяются из формы экспериментально получаемых диффузионных затуханий. Истинные значения населенностей /?, могут быть определены, согласно (2.8), с учетом действия ядерной магнитной релаксации путем сравнительного анализа диффузионных затуханий, полученных при разных значениях временных интервалов гит,.
Регистрируемые зависимости А{0) позволяют определять коэффициенты самодиффузии компонент системы непосредственно из тангенса угла наклона огибающей амплитуд эхо (диффузионного затухания), имеющей, в случае однокомпонентности системы, вид прямой в координатах 1пА-Ог. Однако в природе случаи многокомпонентных по характеристикам молекулярной подвижности систем встречаются гораздо чаще, чем случаи простых (однокомпонентных) систем. И, как видно из выражения (2.7),