Границы раздела между фазами в дисперсионных системах
Адсорбция – процесс самопроизвольного перераспределения компонентов системы между поверхностным слоем и объемной фазой. Количественно величину адсорбции выражают двумя способами:
· абсолютная адсорбция (А) – количество вещества (моль) в поверхностном слое, приходящееся на единицу площади поверхности или единицу массы адсорбента;
· гиббсовская (избыточная) адсорбция (Г) – избыточное число моль адсорбата в поверхностном слое (на единицу площади поверхности) по сравнению с тем числом моль, который бы находился в адсорбционном объеме в отсутствии адсорбции.
При больших избытках адсорбата в поверхностном слое величины А и Г приблизительно равны.
Если адсорбентом является твердое пористое тело, общую поверхность которого определить невозможно, то адсорбцию Г относят к единице массы адсорбента.
Составляющая поверхностного натяжения.
Как показывают наблюдения, свободная поверхность жидкости стремится уменьшить свою площадь. Это свойство объясняется тем, что свободная поверхность находится в напряженном состоянии, подобном тому, в котором находится равномерно натянутая тонкая пленка. Причиной такого состояния является следующее: каждая частица жидкости, находящаяся вблизи свободной поверхности, притягивается соседними частицами; результирующая всех этих сил притяжения направлена внутрь жидкости, вследствие чего на поверхности остается ровно столько частиц, сколько безусловно необходимо для образования свободной поверхности. Такое же явление наблюдается и на поверхности соприкосновения двух несмешивающихся между собой жидкостей. Указанное выше напряженное состояние называется поверхностным натяжением, а иногда — капиллярным натяжением. Последнее название обусловлено тем, что поверхностное натяжение особенно резко наблюдается в тонких, так называемых волосных или капиллярных трубках.
|
|
|
На плоских поверхностях соприкосновения поверхностное натяжение не наблюдается, так как на таких поверхностях все силы натяжения сами по себе образуют уравновешенную систему сил. Но на искривленной поверхности силы натяжения сами по себе не могут уравновешиваться, следовательно, должна существовать какая-то сила, которая, уравновешивая силы натяжения, обеспечивает равновесие. Такой силой является разность давлений по обе стороны от поверхности соприкосновения.
Методы исследования наноматериалов.
Просвечивающая электронная микроскопия
Просвечивающая электронная микроскопия дает возможность получить в одном эксперименте изображения с высоким разрешением и микродифракционные картины одного и того же участка образца. Современные просвечивающие электронные микроскопы обеспечивают разрешение до 0,1 нм и размер участка, с которого снимается микродифракционная картина - до 50 нм. В связи с этим стали иногда употреблять термин «просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения» [8]. По полученному изображению можно судить о строении материала, а по дифракционной картине – о типе кристаллической решетки.
|
|
|
Принципиальная схема просвечивающего электронного микроскопа показана на рис.1. Он состоит из электронной пушки и системы электромагнитных линз, заключенных в вертикально расположенную колонну, в которой поддерживается вакуум 10–2-10-3Па [128-130]. Осветительная система микроскопа включает электронную пушку и двухлинзовый конденсатор. Электронная пушка состоит из катода (нагретая нить изWилиLaB6), эмитирующего электроны, фокусирующих электродов (на них подается больший отрицательный потенциал) и анода в виде пластинки с отверстием. Между катодом и анодом создается мощное электрическое поле с ускоряющим напряжением (в современных микроскопах 500-3500кВ). С увеличением скорости происходит уменьшение длины волны (l =h/mv, l =h(2meU)-1/2) и изменение массы электрона. С уменьшением длины волны возрастает разрешающая способность оптической системы просвечивающего электронного микроскопа. Рост ускоряющего напряжения также приводит к возрастанию проникающей способности электронов. На микроскопах с напряжением 1000 и более кВ возможно изучение образцов толщиной до 5-10 мкм. Проходя через отверстие анода пучок электронов попадает в конденсоры и корректор юстировки, где происходит окончательное наведение электронного луча на изучаемый образец. После прохождения объекта электроны рассеиваются. Их фокусировка и получение первичного изображения на экране осуществляется с помощью системы линз (объективной, промежуточной и т.п.). Аппретурная диафрагма позволяет выбирать из всех электронов, прошедших через образец, либо только сильно рассеянные электроны, либо нерассеянные или слаборассеянные электроны. В первом случае на полученном изображении более светлыми будут выглядеть участки, соответствующие участкам образца с большей рассеивающей способностью (темнопольное изображение), а во втором – наоборот (светлопольное изображение). Фиксация изображения на ранее выпущенных микроскопах осуществлялась на фотопленку или фотопластинки. В современных микроскопах используются цифровые фото- и кинокамеры. Для уменьшение явления астигматизма, вызванного отклонениями в симметрии магнитного поля электромагнитных линз и нарушения геометрической формы полюсных наконечников. Для микродифракционных исследований в состав микроскопа включают подвижную селекторную диафрагму, которая в этом случае заменяет аппретурную.
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Принципиальная схема просвечивающего электронного микроскопа:
1- катод, 2- фокусирующий электрод, 3- анод, 4- первый конденсор, 5- диафрагма первого конденсора, 6- второй конденсор, 7- диафрагма второго конденсора, 8- стигматор второго конденсора, 9- корректор юстировки, 10- объект исследования, 11- столик для объектов, 12- объективная линза, 13- апертурная диафрагма, 14- стигматор объективной линзы, 15- секторная диафрагма, 16- стигматор промежуточной линзы, 17- промежуточная линза, 18- диафрагма поля зрения, 19 проекционная линза, 20- экран для наблюдения.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 501; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!