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摘要:本发明公开了一种表征粉尘与液滴微观接触作用的方法,先采用特定方法制备微米颗粒探针;并采用特定方法制备微米液滴:然后将微米颗粒探针靠近微米液滴并与其接触,通过光电探测器测量并计算得到探针所受作用力,最终获得当前粉尘颗粒与液滴间的相互作用力大小及粉尘颗粒发生黏附时的分离距离大小;接着将上述两者数值作为定量评价粉尘颗粒润湿性的指标,依据该指标能对不同粉尘颗粒与去离子水之间的捕尘效果进行评价;并且在评价后,通过在去离子水中分别加入不同类型和浓度的表面活性剂并重复测试,从而能选出各次测试中两者数值最大时对应的表面活性剂种类及其浓度,为后续实际制备该种粉尘颗粒的润湿剂提供数据支撑。
主权项:1.一种表征粉尘与液滴微观接触作用的方法,其特征在于,具体步骤为:步骤一、制备微米颗粒探针:选用无针尖型探针,并选择所需测试的粉尘颗粒样品,首先取一片干净的载玻片,在其表面一部分区域均匀涂抹少量AB胶作为粘结剂,另一部分区域洒微量粉尘颗粒,借助原子力显微镜将探针移到载玻片涂有AB胶的区域,驱动扫描头使探针端部粘上少许AB胶,然后再将探针移到放置粉尘的区域,并找到一定大小的粉尘颗粒,逐步靠近该粉尘颗粒,直至轻微接触为止,等待一段时间,待AB胶完全凝固后,该粉尘颗粒固定在探针端部,完成微米颗粒探针的制备;步骤二、制备微米液滴:利用聚焦离子束微纳米加工系统在二氧化硅基底表面刻蚀出储液凹槽,再将二氧化硅基底按照乙醇-丙酮-去离子水的顺序依次浸泡一定时间来去除表面附着的有机污染物,确保表面干净无污染;最后借助装有去离子水的微型针管注射器向储液凹槽内注入微量液滴,让其充满储液凹槽,最终形成用于测试的液面,完成微米液滴制备;步骤三、测试粉尘与液滴微观接触作用:将步骤一制备的微米颗粒探针靠近步骤二制备的微米液滴并与其接触,通过光电探测器测量探针接触微米液滴过程中产生的微量形变量,并构建起形变量与压电扫描器位移之间的关系,结合微米颗粒探针的弹性系数k,根据胡克定律从而得到探针所受作用力,最终获得当前粉尘颗粒与液滴间的相互作用力大小及粉尘颗粒发生黏附时的分离距离大小;步骤四、定量评价粉尘颗粒的润湿性及选择最优润湿剂:将步骤三获得的粉尘颗粒发生黏附时的分离距离大小及作用力数值大小作为定量评价粉尘颗粒润湿性的指标,依据该指标,分别重复步骤一至三,每次重复时在步骤二的去离子水中分别加入不同类型和浓度的表面活性剂,最终获得各次测试得到的粉尘颗粒发生黏附时的分离距离及作用力数值,选择各次测试中粉尘颗粒发生黏附时的分离距离最大且作用力数值最大对应的表面活性剂种类及其浓度作为当前粉尘颗粒的最优润湿剂;步骤五、测试不同种类粉尘颗粒的润湿性及选择各自的最优润湿剂:选择不同种类的粉尘颗粒,分别重复步骤一至四,从而能得到不同种类粉尘颗粒的润湿性及各自的最优润湿剂对应的表面活性剂种类及其浓度。
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百度查询: 中国安全生产科学研究院 一种表征粉尘与液滴微观接触作用的方法
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