قياس المواد المجهرية تحت التدفق باستخدام الطائرة 1-2 التدفق الصغيرة زاوية تشتت النيوترونات

الهدف العام من هذا الإجراء هو استخدام رمال تشتت النيوترونات ذات الزاوية الصغيرة مع بيئة عينة خلية شفافة لدراسة البنية المجهرية للسوائل المعقدة في مستوى تدرج سرعة السرعة للقص. يتم تحقيق ذلك عن طريق تجميع بيئة عينة خلية القص محكمة الغلق أولا. الخطوة الثانية هي إرفاق خلية القص بقوس تركيب الخلية الموجود على السبورة الحمراء في مرحلة بيئة العينة لخط الحزمة النيوتروناتية.

بعد ذلك ، يتم تحميل العينة بعناية في خلية القص لتجنب إدخال فقاعات الهواء في الحجم التجريبي ، والخطوة الأخيرة هي إجراء التجربة أولا عن طريق تحديد معدل القص الذي يتم به قص العينة باستخدام برنامج التحكم في المحرك. وثانيا ، لإعداد تجارب الرمال المرغوبة وفقا لإجراءات الرمال الموحدة. في النهاية ، يتم استخدام بيئة عينة خلية القص الرملية لقياس البنية المجهرية الزمانية المكانية لسائل معقد القص.

في هذا المثال ، نحقق في البنية المجهرية لمحلول خافض للتوتر السطحي مع عدم استقرار تدفق النطاقات المطلقة في اتجاه تدرج السرعة المطلق. أنا بول بتلر ، قائد فريق فريق العلوم الهيكلية الجزيئية الدقيقة هنا في مركز NIST لأبحاث النيوترونات لعرض التجربة. اليوم ستكون كيت كيرنان ، طالبة دراسات عليا في مجموعة نورم فاغنر بجامعة ديلاوير.

العرض المرئي لهذه التجربة أمرا بالغ الأهمية لأن هناك العديد من الخطوات والتقنيات اللازمة لتجميع خلية القص وتحميل العينة. بمجرد وضع خلية القص على خط الحزمة ، يمكن استجواب السوائل المعقدة تحت تدفق القص باستخدام تشتت نيوترون صغير. الخطوة الأولى بعد تصنيع الأجزاء هي تجميع الخلية الشفافة.

ابدأ بتنظيف اللوحة الوسطى ، بما في ذلك تحميل العينة وتعيين المسارات اللولبية. حدد الجزء العلوي من اللوحة المشار إليه بعلامة النتيجة. لف برغي التثبيت في شريط خيط واستخدم مفتاح ألين لتثبيته في فتحة في الأسفل.

لف وأدخل مسامير التثبيت المتبقية في الفتحة السفلية الأخرى والفتحة الموجودة على الجانب. بعد ذلك ، ضع الحلقات البيضاء المستديرة في الأخاديد على جانبي اللوحة. ابدأ الآن العمل على اللوحة الأمامية.

أدخل جلبة السقف المحملة بنابض السقف في اللوحة بحيث يفتح جانب الزنبرك باتجاه العينة. ضع الحلقات الصغيرة والكبيرة ذات الختم المزدوج في أخاديد اللوحة. أكمل العمل على اللوحة الأمامية عن طريق وضع نافذة الكوارتز أعلى الحلقات المربعة.

قم بإعداد اللوحة الخلفية بنفس طريقة إعداد اللوحة الأمامية. في هذه المرحلة ، ابدأ في تجميع الألواح الأمامية والوسطى عن طريق وضع اللوحة الأمامية على سطح مستو. مع توجيه زنبرك البطانة لأعلى ، قم بمحاذاة النتيجة في الجزء العلوي من الألواح الوسطى والأمامية وضع اللوحة الوسطى على اللوحة الأمامية.

الآن اعمل مع اللوحة الخلفية. خذ عمود المغزل واستخدم القوة المطبقة بالتساوي لإدخاله في اللوحة الخلفية. يجب أن ينقر المغزل في موضعه ويحافظ على نافذة الكوارتز والحلقات المربعة في مكانها.

ضع اللوحة الخلفية جانبا. الخطوة التالية هي رفع مجموعة اللوحة الأمامية والوسطى على منصة ذات خلوص كاف أسفل التجميع. بالنسبة للمغزل ، قم بمحاذاة النتيجة الموجودة أعلى مجموعة اللوحة الأمامية مع النتيجة الموجودة على مجموعة اللوحة الخلفية وأدخل الجزء الطويل من عمود المغزل في مجموعة اللوحة الأمامية.

ستنزلق الخلية معا وتنقر عند تجميعها بشكل صحيح. الآن قم بربط المجموعة معا في نمط متقاطع باستخدام مسامير غطاء رأس المقبس الأربعة لكل منفذ من منافذ الوصول. لف شريط ختم الخيط حول الخيوط وقم بلفه في الجزء العلوي من اللوحة الوسطى.

شد مع وجع. ضع قناع الكادميوم في فتحة الاستقبال المثبتة في مقدمة اللوحة الأمامية. أخيرا ، استخدم الموصلات السريعة لتوصيل خرطوم سائل التبريد بين المنافذ العلوية على الألواح الأمامية والخلفية.

استمر في التحضير للتجربة عن طريق نقل الخلية إلى خط الحزمة لوضع الخلية في خط الحزمة. أولا ، قم بتغطية نافذة كاشف الرمال بدرع الأمان ، مع إعداد مرحلة بيئة العينة ومحاذاة بشكل صحيح. حدد قوس تركيب الخلية ومقرنة العمود المرفقة بخط الأساس.

تأكد من فك مسامير التثبيت لمقرنة العمود. قم بمحاذاة مقرنة العمود وعمود المغزل بحيث يتم تثبيت مسامير التثبيت الموجودة على قارنة التوصيل في الجزء المسطح من عمود المغزل. حرك خلية القص بعناية أفقيا في كتيفة تركيب الخلية.

استخدم اثنين من المسمارين اللولبية لغطاء رأس المقبس لتوصيل مجموعة خلية القص بالخلية. تشديد قوس التثبيت بإحكام. تأكد دائما من أن خلية القص متدفقة مقابل كتيفة تركيب الخلية.

قم بتوصيل عمود المغزل بمجموعة محرك الأقراص عن طريق شد المسمارين المثبتين على موصل العمود. بعد تركيب الخلية ومحاذاتها ومعايرتها ، فإن الخطوة التالية هي تحميل العينة. تأكد من أن ديوك الإيقاف في الوضع المغلق.

قم بتحميل العينة مسبقا في حقنة ملولبة سعة 10 مل. تأكد من خلو العينة من الفقاعات. ضع حقنة فارغة بدون مكبس على الموصل في منتصف الخلية لتجميع الفائض.

عندما يكون كل شيء جاهزا ، افتح كلا المحبسين وحقن العينة ببطء حتى تبدأ في دخول المحقنة الفارغة. بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بإيقاف تشغيل التحكم في المحرك للسماح بتحريك الحزام يدويا. قص العينة يدويا للمساعدة في نقل الفقاعات إلى أعلى خلية القص.

حقن عينة إضافية حسب الحاجة لدفع الفقاعات خارج فجوة خلية القص. مع إزالة فقاعات الهواء ، أغلق المحبس لقفل العينة في الخلية لإجراء تجارب بسيطة وثابتة. قم بإعداد تجارب تشتت النيوترونات ذات الزاوية الصغيرة المطلوبة.

قم بتعيين معدل الاهتمام الهائل في ملف التحكم المرتبط ببرنامج التحكم في المحرك. حدد الاتجاه الهائل للعينة أثناء التجربة ، ابدأ محرك خلية القص وتجربة تشتت النيوترونات. تحقق من عدد الكاشف ولاحظ نمط تشتت النيوترونات ذو الزاوية الصغيرة ثنائي الأبعاد.

يتم تسجيل بعض النتائج بشكل صحيح أثناء القص. يظهر هنا نمط تشتت تم الحصول عليه تحت التدفق الهائل باستخدام الخلية الشفافة. العينة المدروسة عبارة عن محلول خلوي يشبه الدودة اللزجة المرنة من بروميد ثلاثي ميثيل الأمونيوم الدقيق.

المحلول على خيط طويل متشابك مثل الجزيئات البرمائية المجمعة ذاتيا عند قصها تظهر العينة ترققا شديدا. تظهر هذه الحلول أيضا بداية النطاقات المطلقة عندما ينفصل مجال التدفق إلى نطاقين أو أكثر ، لكل منهما معدل مطلق مميز في هندسة COE بمعدلات قص عالية بما فيه الكفاية. تظهر هذه العينة نطاقين ، أحدهما بمعدل قص أعلى من المتوقع والآخر بمعدل قص أقل من المتوقع.

يمكن استخدام أداة خلية القص الجديدة لدراسة الحالة الهيكلية الدقيقة للفاعل بالسطح عند ملاحظة نطاقات القص. يتم إجراء القياسات المنهجية في فجوة المليمتر الواحد باستخدام فتحة شق 0.1 ملم بمعدلات هائلة مختلفة. حلقات الشدة هي قمم ارتباط بسبب تفاعلات مقطع المقطع ، ويشير الخواص في الحلقة إلى محاذاة التدفق القطاعي مع محاذاة عالية نموذجية للمرحلة الهوائية.

لوحظ اختلاف كبير في تشتت مضاد الخواص بين المواضع في نطاقات القص المنخفضة والقص العالي. تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في المواد اللينة للأشعة والديناميكا الحرارية غير المتوازنة من أجل استكشاف المواد الذكية وعلاقات خصائص الهيكل للسوائل المعقدة.