二氧化钛英文资料翻译

外文翻译院系专 民航与安全工程学院安全工程7405102安全工程7405102200704051044李光王志沈阳航空航天大学2011年6月纳米分体表面分散行为的识别摘要这篇论文是为了检验高酸性金属表面氧化物在经过纳米金粉红二氧化钛粉体（公称直径为40mn）处理后的稳定性。通过色散来描述它的沉淀过程和透光的散射模式。在使用椭圆偏振光散射（EPLS）的情）兄下，通过分形结构鉴定凝聚的程度并通过分形维数进行粒度分析。量化超声波对改变氧化钩凝聚物的大小和结构（紧凑）、钳氧化物的表面处理以及未处理的钛氧化物的效果。通过观察发现凝聚物的尺寸减小和沉降行为的改变，证明表面处理能增加分散物分散的稳定性。通过椭圆偏振光散射纹理的研究，结合结合超声波分析，用以揭示凝聚的物形状，颗粒间原生键、结构以及凝聚的的发展机制等信息。引言了解纳米粒子的胶状性质是成功生产纳米材料的关键。较小的粒径为粒子的相互作用带来了新的、剧烈的反应。粒子间强烈的凝聚形成大分子结构的趋势使得稳定的均匀分散很难在纳米级的单位实现。如果要扩大纳米材料的应用规模，就必须先了解纳米材料的基础知识和基本处理步骤。分散控制的问题可以通过研究新的过程处理技术解决，但是新方法的必须在健全的描述方法论的指导下再次通过多人会议模式找出。效果十分明显。处理技术的进步会在从先进材料到药品的大范围应用领域内改进改进产品和处理过程。纳米粒子间的优势粒间力与较大粒子间的优势粒间力大不一样，纳米粒子的稳定分散主要依靠粒子间的吸引力和排斥力。通过测量有效粒子（原始粒子和上面的凝聚物）的几何尺寸来对粒子间相互力量的能级水平进行分级，例如范德华吸引力和静电排斥力。粒子和溶剂分子之间也会产生相互作用力。在较强的排斥力作用下悬浮的粒子，它们的分散十分均匀、稳定。如果粒子间的吸引力过大，整个分散系统就是变得十分的不稳定，粒子就会迅速的凝聚。溶剂的流变学性质也影响着粒子间的相互作用和粒子间的凝聚，以及粉体的扩散和沉降速率。不幸的是，在较高表层的很多纳米粒子见经常发生由于较大的吸引力而产生凝聚分散。在粒子分散的各个阶段中，团聚度或者凝聚的粒子以及凝聚的形态和在各个过程阶段中粒子总体的结构决定了分散物最后的结构和性质（例如，其可溶性、机械强度、电导率、热导率、花化学特性等）。为了增加分散的稳定性，己经采用了许多新的方法，（例如，阿多尔.2001.康利.1996.莫里森罗斯.2002)0简单的机械振动或低能量的搅拌常常被用来分散软的凝聚物。在一些粒子分散比较困难的环境中，必须采用较高能耗的振动来进行分散。超声波降解法可以作为分散凝聚物的临时措施，特别是针对那些儿何体积大且粒子间粒子力较小的凝聚物。微端超声波降解技术对纳米氧化皓粉末的分散作用已经经过了实验(乌克兰塞卡.2001)。实验发现，在分散开始的最初100+20S内，超声波能够减小凝聚物的大小，但是继续用超声波的话则会产生二次凝聚和再次凝聚成团。如果粉体呈固体块状结构，则可以通过研磨来打断粒子之间的联系减小儿何体积。湿球研磨技术被广泛的用于改善纳米粉体的分散(Kelsalletal.,1978).在一个简单的液体环境中，粒子间的作用力可以通过借用适当的分散媒介来进行调整或按要求改变，改变溶液的PH值(Widegien,2002)和离子浓度，或者使用表面活性剂或高分子材料吸附在粒子表面。这些不同的方法能在许多环境中迅速的改善粒子分散度，但是他们的使用常常受到很多方面的限制。在较高PH值或较低PH值的分散介质中加入化学试剂往往会产生像化学腐蚀之类的好的影响。因此，跟为复杂的化学反应常常被用来稳定分散(Stein,1996).各种用于提高粒子在不同溶剂和聚合物系统中分散性能的纳米粉体的化学处理方法都是在硅烷和钛酸盐涂料的基础上总结出来的。最近，在一种新的粉体技术的指导下得到了一种分散良好的纳米陶瓷粒子溶液。使用类似氧化钮(MoO3),氧化鹄(WOJ的其他强酸性金属氧化物来修改纳米氧化物粒子的表面特性，提高粒子表面的路易斯酸度，从而提高粒子在水中分散的稳定性。在这篇论文中我们使用了机械和化学两种方法来处理纳米粒子的分散。通过椭圆偏振激光光散射进行分形分析，鉴定凝聚的结构和表征。酸性金属氧化物对金红石型二氧化钛粉体分散的作用己经经过了实验验证。比较三种粒子分散系统，未处理的TiO2,掺杂MoO3的T1O2,WO3处理的T1O2,这些系统分散的问题性通过粉体的分散行为和沉降结构来表征。超声波对每一个系统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间的关系都经过了分析。分形特征分形描述作为一种描述凝聚结构的方法论迅速的被人们所接受。许多类凝胶类物质的结构都进行了分形研究(Bushell,2002)°在很长的一段时间内，分形描述只被用

在稀释的容易系统中，但是在最近的研究中发现，在粉体）疑胶类物质的体积分数高达4%时，分形描述任然适用（Lattuadaetal.,2001）o分形分析提供关于凝聚物的形状和孔隙特性（紧密程度）的定量信息。数字1说明凝聚物具有高的通透性。开放性结构的凝聚物具有低的分形维数和低的孔隙度，紧密结构的凝聚物具有较高的分形维数。虽然粒子结构描述不能明确的揭示粒子构成之间键的类型的信息（例如，软凝聚或硬凝聚），但是组织形式（开放性或紧凑型结构）的识别能够凝聚构成过程的自然特性。有了这个信息后，我们就有可能有效的分辨）凝聚的建的类型（软）凝聚或硬）凝聚），从而找出更多适当的分散方法。PorousLinearDf=1.2Df=1.6N=75monomers图PorousLinearDf=1.2Df=1.6N=75monomers图1不同分形维数的凝聚结构CompactDf=2.3椭圆偏振光散射椭圆偏振光散射（EPLS）基本操作的理论规则来源于辐射散射理论，也就是电磁波理论（麦克斯韦方程）。就像一个小颗粒或粒子组的光的分布，它就像一个包含在粒子光分散强度和偏振太中的有关粒子尺寸和形状特性的指纹。偏振光的强度和状态可以通过四透镜斯托克向量K完全的精确确定（BolHen&Huffman,1983）。K=（IQUV）T （1）其中，I代表总磁力强度，Q代表水平方向和垂直方向偏振强度的差值，U代表十45。和-45。方向上强度的差值，V代表左侧和右侧的循环偏振强度差值，T表示向量上的数学转换运算。斯托克斯入射光的向量Ki和散射光向量Ks的关系可以通过米勒散射矩阵S来表示；Ks=［S］Ki （2）散射矩阵［S］中的每一个元素提供了散射介质中的详细信息。悬浮液中随机粒子的散射矩阵［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几代表波数，[表示粒子中心到光收集器的距离。如果粉体凝聚在一起（实际形成一个大的、不规则形状的粉体），等式（3）会将凝聚体当做它的原始粉体来对待。矩阵中的每一个元素都是关于散射角8、粉体尺寸和形状的函数。在不同的散射角位置，不同尺寸的粉体，在其分散或凝聚时都会有其特有的散射矩阵。同样的，一个由大粒径和小粒径分体混合的分散系统也有其特有的散射矩阵。粉体的凝聚在粉体的凝聚过程中会有很多潜在的准备过程（形状上），例如粉体子组（原始粒子或单体）的增加。分体凝聚的形状一般通过众所周知的比例定律来表达（参见，例,Vicsek.l999）oNA（Rg/rp）Df （4）其中，N表示凝聚体中初始粒子的数量，血表示凝聚的回转距离（从凝聚物中心到外表面距离的均方根），ip表示初始粒子的粒子半径，Df指的是凝聚的分形维数。通过变化散射矩阵中用以描述凝块分形的元素（等式（3）中得到的Sij）N和Df,通过椭圆偏振光实验可以得出凝块的性质。对于凝聚物结构的探查，偏振光散射是一个十分优越的方法。单个原始粒子分散辐射的干扰模式与散射角有很大的关系。简单地说，就是利用波的矢量公式q=47认-1sin（8/2）来计算凝聚物结构的。当初始粒子相互间的分散距离小于1/q时，分散就会分段并且会导致相互干涉。当凝聚物的回转半径小于规定尺寸1/q时，分散反应的剧烈程度就与分体分散面积