Контроль размеров мелкодисперсных частиц в жидкой среде по контрасту изображения тест-объекта

• Автор: Кальной, Денис Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Аналитический обзор методов измерения и контроля размеров мелкодисперсных частиц

1.1 Характеристики дисперсности частиц

1.2 Обзор методов контроля и измерения размеров мелкодисперсных частиц

1.2.1 Микроскопия

1.2.2 Ситовый анализ

1.2.3 Седиментация

1.2.4 Хроматография

1.2.5 Счетчики частиц

1.2.6 Прочие методы

1.3 Методы, основанные на эффектах поглощения и рассеяния света
1.3.1 Метод измерения размеров частиц по индикатрисе рассеяния
1.3.2 Метод малоуглового рассеяния
1.3.3 Метод измерения и контроля мелкодисперсных частиц по рассеянию назад (лидарный метод)
1.3.4 Турбидиметрический метод
1.3.5 Динамическое рассеяние света (фотонная корреляционная
спектроскопия)
1.4 Задачи исследования
2 Разработка математической модели контроля мелкодисперсных частиц
2.1 Методы формирования изображения парных штрихов
2.2 Графоаналитическая модель контроля размеров мелкодисперсных частиц
3 Экспериментальные исследования зависимости изменения контраста в изображении тест-объекта от концентрации и диаметра мелкодисперсных частиц

3.1 Описание программно-аппаратного комплекса для исследования зависимости изменения контраста в изображении тест-объекта от концентрации и диаметра мелкодисперсных частиц
3.2 Выбор и обоснование геометрических размеров тест-объекта
3.3 Экспериментальные исследования зависимости оптического контраста
от мутности
3.4 Экспериментальные исследования зависимости изменения контраста в изображении тест-объекта от концентрации и диаметра мелкодисперсных
частиц
4 Разработка метода контроля мелкодисперсных частиц в жидкой среде
4.1 Лабораторный метод контроля мелкодисперсных частиц в жидкой среде
4.2 Экспресс-метод контроля мелкодисперсных частиц в жидкой среде
4.3 Определение погрешности метода контроля мелкодисперсных частиц в
жидкой среде
Выводы
Список литературы
Приложение №
Приложение №
Приложение №
Введение
На сегодняшний день во многих отраслях промышленности отмечается тенденция к использованию мелкодисперсных частиц различной природы. Без них не обходится современное производство композиционных материалов, медицинских препаратов, химических веществ.
Одной из производственных задач является задача контроля размеров мелкодисперсных частиц в жидкой среде, в частности, частиц алмаза и алмазо-графита. Алмазный гидрозоль представляет собой коллоидную взвесь мелкодисперсных (ультрадисперсных) частиц алмаза в воде. Мелкодисперсные алмазы получают детонационным синтезом. Они имеют уникальные свойства, обусловленные внутренней структурой алмаза и сверхмалыми размерами частиц. Мелкодисперсные алмазы обладают высокой твердостью, химической инертностью, округлой формой. Гидрозоли мелкодисперсных частиц алмаза обладают высокой седиментационной устойчивостью.
Основной областью применения мелкодисперсных частиц алмаза является получение новых материалов, обладающих уникальными свойствами, например, конструкционных материалов, резины, полирующих веществ, антифрикционных смазок. Добавление частиц алмаза позволяет, например, добиться повышенной прочности и износостойкости конструкционных материалов, эпоксидных смол. В частности, при производстве конструкционных материалов на основе эпоксидных смол добавление ультрадисперсных частиц алмазогра-фита позволяет улучшить реологические свойства связующего, увеличивает ударную вязкость и трещиностойкость готовой продукции.
Полирующие составы, полученные с помощью мелкодисперсных частиц алмаза, предназначены для полирования поверхностей металлов, оптических материалов, полупроводниковых материалов, драгоценных камней. Путем добавления частиц алмаза в моторные и промышленные масла и смазки добиваются значительного улучшения их трибологических свойств, что позволяет уменьшить износ деталей и увеличить срок их службы.

а) 50 нм б) 500 нм
Рисунок 2.1— Формы индикатрис рассеяния сферических частиц различных
диаметров
С другой стороны, в случае многократного рассеяния света множеством частиц, заключенных в некотором постоянном объеме, индикатриса рассеяния зависит также от концентрации частиц С. Таким образом, форма индикатрисы может быть выражена функцией Я (О, С).
При использовании плоского фотоприемника, например ПЗС-фотоприемника видеокамеры, распределение интенсивности рассеянного излучения может быть представлено дифференциальной индикатрисой, которую обычно строят в декартовых координатах (рисунок 2.2).
-90 -45 0 45 90 - 90 - 45 0 45
а) 50 нм б) 500 нм
Рисунок 2.2 — Дифференциальные индикатрисы рассеяния сферических частиц
различных диаметров