用扩散波谱方法研究胶体电流变液体系的拖尾效应

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本文利用一种扩散波谱方法——CCD-DWS方法研究电流变液这种快速变化非各态历经体系的动力学性质。分别对静电场下传统电流变液的体系和静电场与剪切同时存在的传统电流变液体系的结构演化做了初步研究;此外还观察到了胶体颗粒组成的电流变液体系中拖尾效应。在本工作中,通过考虑非各态历经体系的特殊性应用在扩散波谱方法理论中;同时根据其实验的特殊性和电流变液体系响应时间的特性,进一步发展了基于高速CCD和计时电路的研究测量高速变化的非各态历经体系的扩散波谱方法。作者从扩散波谱基本理论出发,考虑非各态历经体系中自相关函数随时间的变化得出了自相关函数与颗粒位移方均值的关系。并以位移方均值的时间梯度来反映体系中颗粒运动快慢的信息。在研究胶体电流变液体系的实验中采用背散射模式接收散射光信号,通过光强波动得出自相关函数。根据扩散波谱理论,从实验所得自相关函数拟合得到电流变液体系中胶体颗粒的位移方均值。从而反映了该体系中颗粒的运动情况。对不同大小的TiO2/urea颗粒和BaTiO3颗粒组成的电流变液体系加电场时和撤去后透射光强波动的探测,求得自相关函数。实验发现30-40nm的颗粒体系在撇去电场后体系并没有迅速可逆恢复——电流变液颗粒不能马上恢复其布朗运动的状态,体系呈现拖尾效应。本工作中运用范德瓦尔斯引力相互作用对该现象进行了初步解释。
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