Biz tasarım kesme hücre ve Sayın Cedric Gagnon işleme ve çizim için Delaware Üniversitesi&#39;nden Master Makinist Al Lance kabul. Bu el yazması NIST, ABD Ticaret Bölümü işbirliği anlaşması 70NANB7H6178 kapsamında hazırlanmıştır. Bu çalışma Anlaşma No DMR-0944772 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından kısmen desteklenen imkanları kullanılmaktadır. Ifadeler, bulgular, sonuçlar ve öneriler yazar (lar) a aittir ve mutlaka NIST veya ABD Ticaret Bakanlığı&#39;nın görüşünü yansıtmaz.

Şekil 2, örnek bir ortam sahnede deneysel devre monte edilmiştir ve bir SANS deney için nötron kiriş hizalanmış olan taban plakası, bağlı monte edilmiş bir kesme hücre gösterir. Step motor, vites kutusu ve kayış tahrik, kesme hücre ve nötron demetinin yönü Şekil 2&#39;de etiketli, motorlu sahne yarık. Mevcut protokol çalışan, kesme hücre (bölüm 1) montaj örnek çevre aşamasında (bölüm 2) üzerine kesme hücreyi montaj, bir SANS deney (bölüm 3) için geometri kalibre, bir örnek (bölüm 4) yükleme için yönergeleri sağlar bir deney ve veri toplama (bölüm 5) ve deney (bölüm 6) biten. Başvuru için, Şekil 3 plaka önden arkaya plakadan ortaya koydu demonte kesme hücre parçaları, sağa sola, ve montaj için gerekli araçları (1/16 ve 3/16 gösterir monte hücre ve Şekil 4 şematik bir Allen wrenches ve bir açık uçlu anahtar 3/8). Şekil 4&#39;te soldan sağa, yaylı burcu, O-ring, kuvars pencere, O-ring ile orta plaka, örnek erişim noktalarını ve şırınga konnektörleri, set-vida, mandrel, ve için parçalar taşıyan, ön plaka vardır hızlı geri plaka (kuvars cam, O-ring, yaylı burç, rulman), arka plaka, dört soket başlı vida ve bağlı hızlı bağlantı ile hortumunu soğutma bağlayın. 1.. Kesme Hücresi (Şekil 2 Sağa Ankastre) birleştirin <ol><li> Montaj için orta tabak hazırlayın. <ol><li> Örnek ve set vida yolları da dahil olmak üzere, orta plaka temizleyin ve skor işareti plakanın üst belirlemek. </li><li> Üç set-vida kullanılarak numune yükleme yolları kapatılmalıdır. Iplik mühür bandı her set-vida sarın ve her &quot;alt&quot; &quot;tarafında&quot; deliğe (2) ve bir set-vida her deliğe vida eklemek için Allen anahtar bir 1/16 kullanabilirsiniz. </li><li&gt; orta levhanın her iki tarafında oluklarda yuvarlak beyaz O-halkaları (ID 2-14, Viton standart AS568 boyutu 035) yerleştirin. </li></ol></li><li> Montaj için ön ve arka plakaları (Şekil 5) hazırlayın. <ol><li> Basın ön ve arka plakalarının her birine bir rulman. </li><li> Ön ve arka plakalar halinde numunenin doğru açık yay tarafı ile (bir mühür) yaylı burcunu takın. </li><li> Ön ve arka plakalarının her oluklar içine Buna-N kare çift conta O-halkaları (ID olarak 2-1/4) küçük (ID 1-5/8) ve büyük yerleştirin. </li><li> Her bir plaka içindeki kare O-ring üzerine kuvars pencere yerleştirin. </li></ol></li><li> Birlikte ön ve orta levhalarını. <ol><li> Düz bir yüzeye ön yerleştirin; orta ve ön plakaların üstünde puan hizalayın ve ön plaka üzerinde orta plaka koyun. Gerekirse, t yuvarlak O-halkaları, uygun bir yağ az miktardaMontaj sırasında yerde tutmak için o orta plaka. </li></ol></li><li> Birlikte mili ve arka plakayı monte. <ol><li> Arka plaka içine mandrel milinin kısa ucunu. Kullanın eşit kuvvet uygulanmış ve mandrel yerine &quot;tık&quot; olacak. Mandrel şimdi arka plakası üzerinde yerinde kuvars pencere ve kare O-halkaları tutuyor dikkat edin. </li></ol></li><li> Birlikte ön plaka, orta plaka, mandrel ve arka plakayı birleştirin. <ol><li> Orta plaka yukarı bakacak şekilde yükseltilmiş platform üzerinde ön ve orta plaka grubunu yerleştirin. Bu yükseltilmiş platform mandrel mili için boşluk tablo vurmadan montaj altında genişletmek için izin vermektir. </li><li> Arka plaka aksamındaki puanı ile ön plaka montaj üstünde puan hizalayın. </li><li> Ön plaka montaj içine mandrel milinin uzun bir parçası yerleştirin. Orta plaka üzerinde yuvarlak O-ringlerin doğru montaj sırasında kalkmamak emin olun. Hücre whasta slayt birlikte ve yine, doğru montaj yapıldığında &quot;tık&quot;. </li><li> Dört başlı vidayı ve Allen anahtarı bir 3/16 ile birlikte vida montaj. Bir çapraz desen vidaları çok hücre konsantriklik korur. </li></ol></li><li> Iki erişim portları etrafında iplik mühür bandı sarın ve orta plaka üst içine vida. Open-end anahtarı, 3/8 ile sıkın. </li><li> Ön levhanın ön içine işlenmiş alıcı yuva içine kadmiyum maske (Şekil 6) yerleştirin. Gerekirse yerinde maskeyi tutmak için bant veya yapışmaya uygulayın. </li><li> Ön ve arka plakaları üzerinde üst limanları arasında çapraz-bağlantı soğutucu hortumu için hızlı konnektörleri kullanın. </li></ol> 2. Beamline içine Kesme Hücresi monte <ol><li> Güvenlik kalkanı ile SANS dedektör pencere kapağı. </li><li> Nötron ışını ile örnek çevre sahne hizalamak için sorumlu tesisin alet bilim adamı değildir. </li&gt; <li> Dört x 20 soket başlı Allen cıvata ¼ ve Allen anahtarı bir 3/16 kullanılarak örnek çevre sahneye breadboard takın. </li><li> Taban plakası üzerinde bulunan hücre montaj dirseğine kesme hücre tertibatını (zaten breadboard (Şekil 7) bağlı). <ol><li> Tablaya bağlı hücre montaj aparatı ve şaft kuplörünü (Şekil 8) tanımlayın. Mil birleştirici için set-vidalar gevşetilir emin olun. </li><li> Mil birleştirici ve bağ üzerindeki set vida mandrel şaftının düz kısmına vidalı olacak şekilde mandrel mili hizalayın. </li><li> Montaj o mandrel mili ya da şaft kuplörünü eğmek değil önemli olduğu gibi, Şekil 8&#39;de gösterildiği gibi. Bu adım dikkatle yapılmalıdır görünüyor böylece Yatay hücre montaj aparatlı içine kayma hücreyi kaydırın. </li><li> Iki soket kafası ile hücre-montaj dirseğine kesme hücre tertibatını3/16 Allen anahtarı kullanarak kap-vidalar. Kesme hücre hücre montaj aparatlı aynı hizada olduğundan emin yapma güvenli hep sıkın. </li><li> Sürücü aksamına kesme hücre mandrel milini bağlamak için Allen anahtarı, 1/16 kullanılması sap bağlantısı üzerindeki iki set vidasını sıkın. </li></ol></li><li> Nötron ışını ile kesme hücresi geometrisi hizalayın. <ol><li> Mandrel şaftının yüksekliği nötron demeti ile aynı olduğu şekilde SANS numune çevre sahne ayarlamak için lazer kullanarak. Nötron beamline yolunun merkezine kesme hücredeki boşluğun hizalayın. </li></ol></li><li> Breadboard (Şekil 8) üzerine monte edilmiş yarık motorlu sahne montaj içine uygun kadmiyum yarık yerleştirin. Gerekirse çakmak ile yarık sabitleyin. Not: Yarık ön levha ile aynı hizada ve yaklaşık olarak kesme hücrenin boşluk içinde yerleştirilmiş olmalıdır. Istenen deney için uygun bir yarık seçin. Boşluk resoluti içindeneyleri 0.1 mm ve 0.2 mm ile ilgili kavisli yarıklar mevcuttur. 0.8 mm dikdörtgen yarık önerilir uzaysal çözünürlüğü gerekmez ölçümler için ise. </li><li> Kayışta sapma yaklaşık ¼ vardır, böylece tahrik kayışının gerilimini ayarlamak için krank üzerinden motor yönünü değiştirin. Düzgün gerilmiş olduğunda, 7/64 Allen anahtarı kullanarak tekerleğin altında bulunan set-vida sıkma motoru konumunu kilitleyin. Not: İsteğe bağlı dişli, redüktör, motor aksamına ilave edilebilir. Bu seçenek, belirli bir deney için gerekli olan gerekli makaslama oranlarına bağlı olarak gerekli olabilir. </li><li> Hızlı konnektörleri kullanarak kesme hücreye iki soğutucu banyo hortumlarını bağlayın. </li><li> Herhangi bir gözlem kameraları veya deney gözlem özgü diğer yardımcı ekipman ayarlayın. </li><li> SANS dedektör pencereyi koruyan güvenlik kalkanı çıkarın. </li></ol> 3. SANS Kurulum ve Kalibrasyon <ol><li> Ve bir 0.5 takın# 160; olay nötron kiriş üzerinde burnu sonuna delinmesi. </li><li> Deneysel koşulları için optimize edilmiş standart SANS protokolleri ve aşağıdaki istenen SANS dedektör pozisyonu (q-aralık), nötron dalga boyu ve dalga boyu yayılmasını ayarlayın. Not: örnek-dedektör mesafe hesaplama &quot;Huber masada&quot; bulunan örnek çevre sahnede dayanmaktadır. </li><li> Kesme hücrenin boşluk yarık pozisyonu hizalayın. <ol><li> Kesme hücrenin boşluk yarık konumunu hizalamak için yarık motorun aşama (Şekil 8) kullanın. Nötron kiriş ve bu kesme hücre düzeneğinin boşluk içinde kuvars pencerelerde geçer kez lazer tespit etmek için bir ayna taklit etmek için bir lazer kullanarak. </li><li> İnce ayar SANS iletim ölçümlerini kullanarak yarık pozisyon. Sistematik olarak 0.1 mm, motor yarık için adımları kullanarak kesme hücre boşluğunun dış duvarına kesme hücre boşluğunun iç duvarından yarık motorun konumu değişir.SANS kullanarak iletim (genellikle 2 sn) gözlemlemek ve her iletim ölçüm için yarık, motor pozisyon (Şekil 9) kaydedebilirsiniz. Not: uzamsal çözünürlük isteniyorsa, SANS uygulamalar için gerekli motor pozisyonları belirlemek. Uzamsal çözünürlük gerekli değilse kesme hücre boşluğunun tam ortasında ile yarık hizada tek bir motor konumu tanımlar. Makaslama hücredeki boşluk yarığı hizalama iyi bir deney tamamlanması için çok önemlidir. Bu SANS iletim ölçümleri kullanılarak, yarığın hizalayabilmesi su kullanmak da mümkündür (ve önerilen) &#39;dir. Su kullanılması iletimini azaltır ve kesme hücre konut (Şekil 9) ile kontrast sağlar. Not: numune yükleme protokolü (bölüm 4) takip ederek hücre içine su yükleyin. Su kullanarak, genel olarak kesme hücre, taban plakası kaldırılır demonte, kurutuldu ve yeniden birleştirilen önce sa yükleme için taban plakası için yeniden monte edilmesi gerekecektirdeney için mple. Sürece kaide örnek çevre sahneden kaldırıldıktan DEĞİLDİR gibi bu bir sorun olmamalı, ama o boşluğu ile yarık uyumu doğrulamak için her zaman önemlidir. </li></ol></li><li> Örnek geometri kalibre <ol><li> Standartlaştırılmış SANS prosedürlerine göre bir bloke ışın karanlık sayılmasını ve boş bir hücre ölçüm yapın. Bölüm 3.3 &#39;de gerçekleştirilen yarık kalibrasyonu ile saptandığı haliyle boş hücre ölçümleri her uzaysal yerde yapılması gerektiğini not edin. </li></ol></li></ol> 4. Örnek Yükleme Protokolü <ol><li> SANS dedektör penceresinde güvenlik kalkanı yerleştirin. </li><li> Numune hücresinin üst çelik boru için iki şırınga konnektörleri (Nylon) ve vida dişli şırınga armatürleri (mavi ve sarı) monte edin. Stopcocks kapalı konumda olduğundan emin olun. </li><li> Şırınga (minimum örnek hacmi 6 ml) dişli bir 10 ml&#39;lik örnek preload. Numune kabarcıkları serbest olduğundan emin olun. <ol><li> Hafifçe santrifüj leme veya şırınga yüklenirken, numunenin viskozitesini azaltmak için örnek ısıtılması ya da kabarcıklar ortadan kaldırır. Numune ısıtılmış ise, kuvvetli makaslama bir hücrenin sıcaklığı, aynı zamanda örnek yüklenirken yardımcı olmak için arttırılır önerilir. </li></ol></li><li> (Şekil 8), fazla örneği almak için kayma hücrenin ortasında soketinde pistonun olmadan boş bir şırınga yerleştirin. </li><li> Diğer bağlayıcı üzerinde örnek şırınga (Şekil 8) yerleştirin. </li><li> Hem stopcocks açın. </li><li> Numune boş şırınga içine girmek için başlayana kadar yavaşça örnek enjekte edilir. </li><li> Kesme hücrenin boşluk herhangi bir hava kabarcıklarını çıkarın. <ol><li> Motorun bırakın ve kayış elle hareket izin vermek için motor kontrol kapatın. </li><li> Kesme hücrenin üst kabarcıklar taşımak için elle numune makaslama, bu sayede ilave numune enjeksiyon genellikle prize balonu itecektirve kesme hücre aralığından dışarıya. </li></ol></li><li> Hücreye örnek kilitlemek için stopcocks kapatın. </li><li> Gerekli deneysel sıcaklığına su banyosu sıcaklığını değiştirip uygun gibi numunesinin maksimum geçmişinden önkoşuluydu. </li><li> Herhangi bir kabarcıkları kontrol (ve deney süresince düzenli olarak bunu). Kabarcıkları gözlenirse,, stopcocks açmak için kesme bölgesinin üst kabarcıklar taşımak için dönme kullanın ve hücrenin kesme bölgesi dışında baloncuklar itmek için ilave numune enjekte edilir. </li><li> Işın alanından güvenlik kalkanı ve herhangi bir yabancı araç ve gereçleri çıkarın. </li></ol> 5. Kesme Deneyi Koşu ve SANS Veri Toplama <ol><li> Basit istikrarlı kesme deneyleri için: <ol><li> Motor kontrol yazılımı (motor kontrol yazılımı çalışması için ilgili belgelere bakın) ile ilgili sürekli kayma kontrol dosyasında kayma hızını ayarlayın. </li><li> Makaslama yönünü belirlemekDeney sırasında numunenin. </li><li> Standartlaştırılmış SANS prosedürlere göre istenen SANS deneyler kurmak. </li><li> Kesme hücre motoru çalıştırın. </li><li> SANS denemeyi başlatmak. Detektör sayımları kontrol ve SANS sonuçlar düzgün kesme sırasında kaydedilen ediliyor sigortalamak için SANS 2B desen gözlemlemek. Temsilci sonuçlar ile ilgili bölümde tartışılan yüzey aktif madde çözeltileri için gözlemlenen tipik deseninin bir örneği Şekil 10&#39;da gösterilmiştir. </li><li> İstediğiniz her kesme hızı için prosedürü (bölüm 5.1) tekrarlayın. </li></ol></li><li> Zamana bağımlı osilatör kesme deneyler için: <ol><li> Osilatör kesme deney için tetikleyici konumunu doğrulayın. Salınımlı kesme için, bu maksimum zorlanma ve minimum (sıfır) gerinme oranı noktada. </li><li> Motor kontrol yazılımı ile bağlantılı zaman çözüme kontrol dosyasında salınım frekansı ve gerilme genliği Set (motor contro için ilgili belgelere bakınl yazılım operasyon). Gerilme genliği sıfıra merkezli uygulanan gerilim genliği göre tanımlanan ve reolojik tanımlanan gerilme genliği unutmayın. </li><li> Osilatör kesme deney için kesme motoru hücre başlatın. </li><li> SANS denemeyi başlatmak. Detektör sayımları kontrol ve SANS sigorta 2B deseni düzgün titreşimli kesme sırasında kaydedilen ediliyor gözlemlemek. </li><li> NISTO gelen Charlotte ve NCNR tarafından sağlanan yazılımı kullanarak veri preprocess zaman damgalı nötron detektörü günlük dosyasını kopyalayın. </li><li> İgor azalma yazılım paketi ile seti Önişlenmiş verileri azaltın. </li><li> Her biri, arzu edilen bir salınım frekansı ve streyn büyüklüğü durum için prosedür (Bölüm 5.2) tekrarlayın. </li></ol></li></ol> 6. Deney Sonu <ol><li> Nötron ışını ve motor kontrolünü kapatın. </li><li> SANS dedektör penceresinde güvenlik kalkanı yerleştirin. </li><li> Numune ve aparat Stan edelim5 dakika boyunca kapalı kiriş d. Tablaya gelen kayma hücreyi çıkarmadan önce, standart bir radyasyon kontrolü yapın. </li><li> Numune portları üzerindeki stopcocks açın ve geri çekme ya da örnek şırınga kullanarak örnek dışarı itin. , Örnek kurtarmak stopcocks kapatın ve şırınga çıkarın. </li><li> Sıcaklık banyo kapatın. Kesme hücre hızlı bağlantı limanlarından sıvı banyo soğutma hortumlarını ayırın. </li><li> 1/16 Allen anahtarı kullanarak mandrel ve tahrik mili arasındaki şaft coupler&#39;inde Allen vidaları gevşetin. Hücre montaj dirseğine kesme hücreyi takmak iki başlı vidayı sökün 3/16 Allen anahtarı kullanın. Hücre montaj dirseğinin dışına kayma hücreyi kaydırın. </li><li> Montaj protokolü (protokol bölüm 1) ters çevirerek kesme hücresini sökün. </li><li> Sabunlu su kullanarak kesme hücreyi temizleyin. Durulayın ve iyice kurulayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Larson, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Structure and Rheology of Complex Fluids. , (1999).</li><li>Wagner, N. J., Brady, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+thickening+in+colloidal+dispersions.">Shear thickening in colloidal dispersions.</a> Phys.Today. 62, 27-32 (2009).</li><li>Fardin, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+&amp;#34;ways+of+thinking&amp;#34;+about+the+shear-banding+phenomenon.">Potential &amp;#34;ways of thinking&amp;#34; about the shear-banding phenomenon.</a> Soft Matter. 8, 910-922 (2012).</li><li>Eberle, A. P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear-induced+anisotropy+in+nanoparticle+gels+with+short-ranged+interactions.">Shear-induced anisotropy in nanoparticle gels with short-ranged interactions.</a> Phys. Rev. Lett. , (2013).</li><li>Zaccarelli, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+gels:+equilibrium+and+non-equilibrium+routes.">Colloidal gels: equilibrium and non-equilibrium routes.</a> J. Phys. Cond. Matter. 19, (2007).</li><li>Hsiao, L. C., Newman, R. S., Glotzer, S. C., Solomon, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+isostaticity+and+load-bearing+microstructure+in+the+elasticity+of+yielded+colloidal+gels.">Role of isostaticity and load-bearing microstructure in the elasticity of yielded colloidal gels.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 16029-16034 (2012).</li><li>Zemb, T., Linder, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutron,+X-rays,+and+Light.+Scattering+Methods+Applied+to+Soft+Condensed+Matter.">Neutron, X-rays, and Light. Scattering Methods Applied to Soft Condensed Matter.</a> Elsevier Science. 552, (2002).</li><li>Eberle, A. P. R., Porcar, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-SANS+and+Rheo-SANS+applied+to+soft+matter.">Flow-SANS and Rheo-SANS applied to soft matter.</a> Curr. Opin. Coll. Inter. Sci. 17, 33-43 (2012).</li><li>Liberatore, M. W., Nettesheim, F., Wagner, N. J., Porcar, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatially+resolved+small-angle+neutron+scattering+in+the+1-2+plane:+A+study+of+shear-induced+phase-separating+wormlike+micelles.">Spatially resolved small-angle neutron scattering in the 1-2 plane: A study of shear-induced phase-separating wormlike micelles.</a> Phys. Rev. E. 73, (2006).</li><li>Porcar, L., Pozzo, D., Langenbucher, G., Moyer, J., Butler, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheo-small-angle+neutron+scattering+at+the+National+Institute+of+Standards+and+Technology+Center+for+Neutron+Research.">Rheo-small-angle neutron scattering at the National Institute of Standards and Technology Center for Neutron Research.</a> Rev. Sci. Instr. 82, (2011).</li><li>Lopez-Barron, C. R., Porcar, L., Eberle, A. P. R., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+Melting+and+Recrystallization+in+a+Polymeric+Micellar+Crystal+Subjected+to+Large+Amplitude+Oscillatory+Shear+Flow.">Dynamics of Melting and Recrystallization in a Polymeric Micellar Crystal Subjected to Large Amplitude Oscillatory Shear Flow.</a> Phys. Rev. Lett. 108, 258301-2510 (2012).</li><li>Rogers, S., Kohlbrecher, J., Lettinga, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+origin+of+stress+generation+in+worm-like+micelles,+using+a+rheo-SANS+LAOS+approach.">The molecular origin of stress generation in worm-like micelles, using a rheo-SANS LAOS approach.</a> Soft Matter. 8, 3831-3839 (2012).</li><li>Helgeson, M. E., Porcar, L., Lopez-Barron, C., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Observation+of+Flow-Concentration+Coupling+in+a+Shear-Banding+Fluid.">Direct Observation of Flow-Concentration Coupling in a Shear-Banding Fluid.</a> Phys. Rev. Lett. 105, (2010).</li><li>Helgeson, M. E., Reichert, M. D., Hu, Y. T., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relating+shear+banding,+structure,+and+phase+behavior+in+wormlike+micellar+solutions.">Relating shear banding, structure, and phase behavior in wormlike micellar solutions.</a> Soft Matter. 5, 3858-3869 (2009).</li><li>Helgeson, M. E., Vasquez, P. A., Kaler, E. W., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheology+and+spatially+resolved+structure+of+cetyltrimethylammonium+bromide+wormlike+micelles+through+the+shear+banding+transition.">Rheology and spatially resolved structure of cetyltrimethylammonium bromide wormlike micelles through the shear banding transition.</a> J. Rheol. 53, 727-756 (2009).</li><li>Liberatore, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructure+and+shear+rheology+of+entangled+wormlike+micelles+in+solution.">Microstructure and shear rheology of entangled wormlike micelles in solution.</a> J. Rheol. 53, 441-458 (2009).</li><li>Maranzano, B. J., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-small+angle+neutron+scattering+measurements+of+colloidal+dispersion+microstructure+evolution+through+the+shear+thickening+transition.">Flow-small angle neutron scattering measurements of colloidal dispersion microstructure evolution through the shear thickening transition.</a> J. Chem. Phys. 117, 10291-10302 (2002).</li><li>Wagner, N. J., Ackerson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+nonequilibrium+structures+of+shearing+colloidal+suspensions.">Analysis of nonequilibrium structures of shearing colloidal suspensions.</a> J. Chem. Phys. 97, 1473-1483 (1992).</li><li>Zhou, L., Vasquez, P. A., Cook, L. P., McKinley, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+inhomogeneous+response+and+formation+of+shear+bands+in+steady+and+transient+flows+of+entangled+liquids.">Modeling the inhomogeneous response and formation of shear bands in steady and transient flows of entangled liquids.</a> J. Rheol. 52, 591-623 (2008).</li><li>Spenley, N. A., Cates, M. E., McLeish, T. C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+rheology+of+wormlike+micelles+Phys.">Nonlinear rheology of wormlike micelles Phys.</a> Rev. Lett. 71, 939-942 (1993).</li><li>Lopez-Barron, C., Gurnon, A. K., Porcar, L., Wagner, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Evolution+of+a+Model,+Shear-Bading+Wormlike+Micellar+Soution+during+Shear+Start+Up+and+Cessation.">Structural Evolution of a Model, Shear-Bading Wormlike Micellar Soution during Shear Start Up and Cessation.</a> Phys. Rev. Lett.. , (2013).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Küçük açılı nötron saçılımı yoluyla kayma hızı-hız degrade düzleminde karmaşık sıvıları makaslamanın mikro ölçebilen yeni bir enstrüman geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Kesme hücre tasarımı, X-ray ve ışık saçılması, hem de kesme (hız-vortisiti ve hız gradyan-vortisiti) ve diğer iki düzlemde mikro karakterize edebilen reolojik SANS aletler gibi radyasyon kaynaklarını kullanan diğer aletleri, tamamlar 8 10. Bu cihaz bu tür osilatory veya start-up kayma akışları,...

Doğal bir olgu bilimsel bir anlayış geliştirilmesi, doğru ve hassas ölçümler gerektirir. Metroloji. Reolojisi maddenin deformasyon ve akış bilimi de yeni süreç ve malzemelerin başarılı mühendislik ve tasarımın temelidir. Reoloji malzemelerin çeşitli işleme yeteneğini merkezi ve aynı zamanda özel malzeme özelliklerini hedef ürün formülatörler tarafından kullanılır. Ikinci tür boyalar, şampuanlar, ve gıdalar gibi günlük tüketim ürünlerinin geliştirilmesini içerir ise, eski tipik örnekleri, döküm oluşturucu polimerler veya kompozit içerir. Bu nedenle, tüketici için doğru kıvama sahiptir etkili enjeksiyon kalıplama ya da bir şampuan viskoelastisite değiştirilir böylece bir erimiş polimerin viskozitesinin kontrol edilir olsun, reolojik özellikler, malzemenin 1 formülasyonunu değiştirerek kontrol edilir. Materyal ve ürünleri reolojisi ayrıca t bağlıdıro akışkan bir halde yapı ve bu yapının böylece mikro gelen nano arasında değişir. Ayrıca, bu yapısı, akış sırasında yapısını ölçmek için rheologists zorlukları akışının akış hızı ve süresi gibi işlem parametreleri ile değişir. Bu makalede açıklanan yeni enstrümantasyon, kısmen, bir araya geldi, bu bir sorundur. Kesme akımı altında yumuşak malzemelerin mikro sondalama yeteneğine sahip yeni teknikler yumuşak malzeme ürün mühendisliği ve işleme durumu optimizasyon yararlanabilir. Sanayi çeşitli ve temel bilim yumuşak malzemelerin uygulaması için birçok ilginç ve uzun soluklu zorlukları gibi kolloidal süspansiyonlar kayma kalınlaşması olarak alışılmadık akış davranışı, dahil 2, kesme ve wormlike misellere 3 vortisite bantlama ve doğasında heterojenliklerdir Kolloidal jel 4-6 akışı. Rheologists sürekli microstru aydınlatmak için meydanreolojik yanıtlarında ve hatta bazen viskoelastik malzemelerin kesme hızı alanında doğrusalsızlıklarıyla ctural kökeni. Bu zorluk experimentalists için zorlu bir görev olduğu kanıtlanmıştır akış alanının uzaysal konum ve zaman bağımlı davranışları, hem de bir fonksiyonu olarak mikro-aynı anda elde edilmesine ihtiyaç duymaktadır. Küçük açı nötron saçılımı (SANS) ışığa karşı opak olan maddeleri sonda gibi kompleks sıvıların yapısını ölçmek için özel olarak uygundur. Ayrıca seçici döteryumlanma 7 saçılma X-ray altında benzer görünebilir bileşenleri arasındaki kontrast sağlamak için kullanılabilir. Biyolojik veya başka bir yumuşak-madde örneklerinin radyasyon hasarı olduğu Dahası, nötronlar X-ışınları üzerinde bir avantajı vardır. Burada gösterilen deneylerde, bir reaktör ya da bir ufalanma kaynak tarafından üretilen soğuk nötron collimated ve bir numune üzerinde ışıklı. Saçılma yoğunluğu yiuzunluğuna malzemenin yapısı hakkında bilgi elds (ve ultra küçük açı nötron on mikron kadar saçılma) ile yüzlerce nanometre atom dan ölçekler, ancak bir Fourier şeklinde gerçek alan yapısının dönüşümü. Bu nedenle, verilerin yorumlanması zorlu ve ters dönüşümü içeren veya mikro model veya simülasyonları için karşılaştırma olabilir. SANS enstrümantasyon, deneyler, ve kontrast eşleştirme hakkında daha fazla nötron Bilim, www.cns.che.udel.edu için Merkezi&#39;nin web sitesinde yayınlanan öğreticiler bulunabilir. Burada akışı altında malzemeler incelemek için SANS yöntemi genişletmek için tasarlanmış bir kesme hücreyi açıklar. Aşağıdaki genel metod ve cihaz, hem de son uygulamaların önemli bir literatür yeni bir genel referans 8 ve burada adı geçen referanslarda bulunabilir. Ile kesme akımı altında akışkan yapısını araştırmak için uygun bir ve neredeyse ideal bir ortamSANS konsantrik silindir 9 olarak bilinen dar bir boşluk Couette geometri vardır. Olay nötron ışını için yeterli bir engellenmemiş hacmi korurken bu geometri numuneye basit (örneğin laminar) makaslama akışı uygulanır. Akışının uygulanması mikro de bozmaktadır, basit kesme akışı altında malzeme mikro-yapısının bir tam karakterizasyon kesme her üç düzlemde mikro ölçüm gerektirir. Makaslama iki uçak standart Couette geometri yapılandırma (Şekil 1a) kullanılarak incelenmiştir edilebilir: nötron ışını hız degrade doğrultusu boyunca seyahat ve hız-vorticity&#39;i (1-3) makaslama düzlemi (&quot;radyal&quot; yapılandırma) yoklamak için yapılandırılmış , seçenek olarak, bu şekilde ışın hız gradyanı-girdap (2-3) düzlem (&quot;teğetsel&quot; konfigürasyonu) tarama, akış yönüne ince bir yarık ve paralel hizalanmış tarafından kolimasyona edilir. Bu araç kullanılabilir cticari olarak elde ve yakın kayma altında 10 kompleks sıvıların incelenmesi için belgelenmiştir. Söz konusu yorum malzeme ve uygulamalar 8 geniş bir yelpazede yapı-özellik tayini için ilgili cihazların kullanımı ve bu tarif etmektedir. Bu osilatör kesme akımları gibi süre-çözülmüş deneyler, aynı zamanda 11 12 bildirilmiştir. Genellikle akışının en ilginç ve en önemli uçak hız-hız gradyan (1-2) düzlemi (Şekil 1b) ama buna özel aletler gerektirir araştırmak için de en zor olandır. Özel bir kesme hücresi nötron ışını kesme 13-16 vortisiti eksenine paralel gitti şekilde SANS tarafından hız-hız gradyanı (1-2) düzlem doğrudan soruşturma sağlamak için tasarlanmıştır. Bu elucid nedeniyle akışının 1-2 düzleminde ölçümler kesme viskozitesi için nicel bir anlayış kazanıyor için kritiktirakış yönünde 15, 17, 18 için yapı nisbetle yönünü yedi. Bu tür polimerler, kendi kendine bir araya yüzey aktif maddeler, koloitler ve diğer kompleks sıvıları gibi malzemeler için de önemlidir. Buna ek olarak, kesme akış degrade yönünde boşluk boyunca pozisyonun bir fonksiyonu olarak malzemelerin mikro-incelemek mümkündür. Uzamsal çözünürlük eklenmesiyle, yöntem kesme gradyan yönü boyunca mikro değişiklik sergileyen malzemeler çalışmak için bir araç sağlar. Bir örnek, akışın gradyan yönü boyunca mikro-ve bileşimde değişiklik araştıran kesme-bantlama olduğunu. Kayma bantlama homojen olmayan bir akış alanı 13 ile sonuçlanır mikro yapı ve akış yönü arasında bir kuplaj neden olduğu bir olgudur. Ne için NIST Merkezi&#39;nde uygulanan bu yazıda, enstrüman, onun montaj ve akış-SANS ölçüm tekniği açıklarGaithersburg, MD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) de UTRON Araştırması (NCNR). Bu örnek çevre Delaware Üniversitesi, NIST ve Institut Laue-Langevin (ILL) arasında bir işbirliği sonucudur, ve başarılı ILL ve NIST hem de uygulamaya konmuştur. NIST olarak uygulanan protokol SANS özel bölümleri söz konusu olduğunda, bu madde, amaçları için, bu teknik açıklanmıştır. Ancak, bu alet özel ayrıntıları değiştirerek basit olmalıdır ve genel tekniği sürekli akış (bölüm 5.1) için herhangi bir SANS enstrüman uygulanabilir. Buna ek olarak, zaman-çözüldü SANS yetenekleri ile donatılmış araçlar da osilatör kesme akış SANS deneyler (bölüm 5.2) gerçekleştirebilir. Kesme hücre bileşenlerinin teknik çizimler, Şekil 12-23 olarak temin edilmiştir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="785">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Deuterated Water (99.9%)</td>
			<td>Cambridge Isotopes</td>
			<td>7789-20-0</td>
			<td>83.3 wt % in formulation 
			D2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTAB- Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>57-09-0&#160;</td>
			<td>16.7 wt % in formulation 
			CH3(CH2)15N(Br)(CH3)3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/16&#34; Allen wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/16&#34; Allen wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#34; open end wrench</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>thread seal tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;">syringes (2)</td>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;"></td>
			<td style="font-size: 13px; line-height: 1.6em;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring material microstructure under flow using 1-2 plane flow-small angle neutron scattering

Basit kesme akımı altında kompleks sıvıların mikro eğitim için optimize edilmiş yeni bir küçük açı nötron saçılımı (SANS) numune ortamı sunulmaktadır. SANS kesme hücre akış alanının girdap yönü nötron ışını kesme 1-2 düzlemi (hız-hız gradyanı saçılma etkinleştirme ile hizalanır ve böylece kapatılır ve bir yatay eksen etrafında dönen bir eş merkezli silindir geometrisi Couette oluşmaktadır , sırasıyla). Kesme 1-2 düzleminde toplu reoloji ve mikro özellikler arasında güçlü bir bağlantı vardır Bu yaklaşım daha önceki kesme hücre örneği ortamları üzerinde bir ilerlemedir. Gibi kesme bantlama gibi akış istikrarsızlıklar, aynı zamanda mekansal çözüme ölçümleri ile ele alınabilir. Bu hız gradyanı yönü boyunca nötron kiriş ve tarama için dar bir açıklık ile, bu örnek bir ortamda gerçekleştirilir. Bu tür akış start-up ve büyük genlik osilatory olarak Zaman çözülmesi deneyleri, oar akım kesme hareketi ve dağınık nötron zaman çözümlü bir algılama eşitleme ile de mümkündür. Burada tarif edilen metotlar kullanılarak Örnek sonuçlar kesme bant, sadece hız gradyanı yönü boyunca yapısını çözülmesi ile araştırılabilir bir fenomen sergileyen bir wormlike misel çözeltisi mikro ölçmek için uzamsal çözünürlük yararlı doğasını göstermektedir. Son olarak, mevcut tasarım potansiyel iyileştirmeler kesme hareketleri çeşitli kompleks sıvıların geniş bir yelpazede gelecek deneyler için motivasyon olarak ek deneyler için önerileri ile birlikte tartışılmaktadır.

Başarılı bir akış SANS deney Örnek sonuçlar Şekil 9, 10 ve 11 de verilmiştir. Bu örnekler bir wormlike misel çözeltisi (WLM) kesme belirli koşullar sırasında kesme bant gösterdiği bilinmektedir (Tablo 1) üzerinde yapılan araştırmalar vardır. Bilimsel bulguların tam bir tartışma referanslar 15-17 bulunabilir. Şekil 10, kesme hücresi kullanılarak kesme akışı altında elde edilen bir saçılma Desenin s...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering at JoVE.com

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

Bir kesme hücre kesme hız-hız gradyanı düzleminde küçük açı nötron saçılımı ölçümleri için geliştirilmiştir ve karmaşık akışkanları karakterize etmek için kullanılır. Hız gradyanı yönünde uzaysal çözülmüş kesme-bant ölçümleri malzemelerin araştırılması için mümkündür. Uygulamalar koloidal dispersiyonların araştırmalar, polimer çözeltiler, ve kendinden düzenlenen yapılar yer alır.

1-2 Düzlem Flow-Küçük Açı Nötron Saçılma kullanma Malzeme Mikroyapı altında Akış Ölçme

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

measuring-material-microstructure-under-flow-using-1-2-plane-flow

Research

JoVE Journal

Engineering

14.2K Görüntüleme.  University of Delaware.  Bir kesme hücre kesme hız-hız gradyanı düzleminde küçük açı nötron saçılımı ölçümleri için geliştirilmiştir ve karmaşık akışkanları karakterize etmek için kullanılır. Hız gradyanı yönünde uzaysal çözülmüş kesme-bant ölçümleri malzemelerin araştırılması için mümkündür. Uygulamalar koloidal dispersiyonların araştırmalar, polimer çözeltiler, ve kendinden düzenlenen yapılar yer alır. 

Video: Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the milli-scale structure of barbs and barbules largely determines the directional pattern of reflected light; and through the macro-scale spatial structure of overlapping, curved feathers, these directional effects create the visual texture. Milli-scale and macro-scale effects determine where on the organism's body, and from what viewpoints and under what illumination, the iridescent colors are seen. Thus, the highly directional flash of brilliant color from the iridescent throat of a hummingbird is inadequately explained by its nano-scale structure alone and questions remain. From a given observation point, which milli-scale elements of the feather are oriented to reflect strongly? Do some species produce broader "windows" for observation of iridescence than others? These and similar questions may be asked about any organisms that have evolved a particular surface appearance for signaling, camouflage, or other reasons.
In order to study the directional patterns of light scattering from feathers, and their relationship to the bird's milli-scale morphology, we developed a protocol for measuring light scattered from biological materials using many high-resolution photographs taken with varying illumination and viewing directions. Since we measure scattered light as a function of direction, we can observe the characteristic features in the directional distribution of light scattered from that particular feather, and because barbs and barbules are resolved in our images, we can clearly attribute the directional features to these different milli-scale structures. Keeping the specimen intact preserves the gross-scale scattering behavior seen in nature. The method described here presents a generalized protocol for analyzing spatially- and directionally-varying light scattering from complex biological materials at multiple structural scales.

We present a non-destructive method for sampling spatial variation in the direction of light scattered from structurally complex materials. By keeping the material intact, we preserve gross-scale scattering behavior, while concurrently capturing fine-scale directional contributions with high-resolution imaging. Results are visualized in software at biologically-relevant positions and scales.

Biyolojik materyalden mekansal-ve Yönde-değişen ışık saçılımı Ölçme

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

Mühendislik

Atom Probe Tomography Studies on the Cu(In,Ga)Se2 Grain Boundaries

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the nanoscale and in three dimensions. Indeed, APT possesses high sensitivity (in the order of ppm) and high spatial resolution (sub nm).
Considerable efforts were done here to prepare an APT tip which contains the desired grain boundary with a known structure. Indeed, site-specific sample preparation using combined focused-ion-beam, electron backscatter diffraction, and transmission electron microscopy is presented in this work. This method allows selected grain boundaries with a known structure and location in Cu(In,Ga)Se2 thin-films to be studied by atom probe tomography.
Finally, we discuss the advantages and drawbacks of using the atom probe tomography technique to study the grain boundaries in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.

Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

In this work, we describe the use of the atom-probe tomography technique for studying the grain boundaries of the absorber layer in a CIGS solar cell. A novel approach to prepare the atom probe tips containing the desired grain boundary with a known structure is also presented here.

Cu Atom Probe Tomografi Çalışmaları (In, Ga) Se<sub&gt; 2</sub&gt; Tahıl Sınırları

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped crystallites. Neutrons are passed through two well defined regions of magnetic field; one before and one after the sample. The two magnetic field regions have opposite polarity and are tuned such that neutrons travelling through both regions, without being perturbed, will undergo the same number of precessions in opposing directions. In this case the neutron precession in the second arm is said to &#34;echo&#34; the first, and the original polarization of the beam is preserved. If the neutron interacts with a sample and scatters elastically the path through the second arm is not the same as the first and the original polarization is not recovered. Depolarization of the neutron beam is a highly sensitive probe at very small angles (&#60;50&#160;&#956;rad) but still allows a high intensity, divergent beam to be used. The decrease in polarization of the beam reflected from the sample as compared to that from the reference sample can be directly related to structure within the sample.
In comparison to scattering observed in neutron reflection measurements the SERGIS signals are often weak and are unlikely to be observed if the in-plane structures within the sample under investigation are dilute, disordered, small in size and polydisperse or the neutron scattering contrast is low. Therefore, good results will most likely be obtained using the SERGIS technique if the sample being measured consist of thin films on a flat substrate and contain scattering features that contains a high density of moderately sized features (30 nm to 5 &#181;m) which scatter neutrons strongly or the features are arranged on a lattice. An advantage of the SERGIS technique is that it can probe structures in the plane of the sample.

Progress has been made in utilizing spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) as a neutron scattering technique to probe the length-scales in irregular samples. Crystallites of [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester have been probed using the SERGIS technique and the results confirmed by optical and atomic force microscopy.

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric vehicles.1,2 However, many challenges, such as energy density and battery lifetimes, need to be overcome before this particular battery technology can be widely implemented in such applications.3 This research is challenging, and we outline a method to address these challenges using in situ NPD to probe the crystal structure of electrodes undergoing electrochemical cycling (charge/discharge) in a battery. NPD data help determine the underlying structural mechanism responsible for a range of electrode properties, and this information can direct the development of better electrodes and batteries.
We briefly review six types of battery designs custom-made for NPD experiments and detail the method to construct the &#8216;roll-over&#8217; cell that we have successfully used on the high-intensity NPD instrument, WOMBAT, at the Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO). The design considerations and materials used for cell construction are discussed in conjunction with aspects of the actual in situ NPD experiment and initial directions are presented on how to analyze such complex in situ data.

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

We describe the design and construction of an electrochemical cell for the examination of electrode materials using in situ neutron powder diffraction (NPD). We briefly comment on alternate in situ NPD cell designs and discuss methods for the analysis of the corresponding in situ NPD data produced using this cell.

Yerinde Nötron Toz Kırınım olarak Ismarlama Lityum-iyon Piller kullanma

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor compression based cooling process. Nickel-Titanium (Ni-Ti) based alloy systems, especially, show large elastocaloric effects. Furthermore, exhibit large latent heats which is a necessary material property for the development of an efficient solid-state based cooling process. A scientific test rig has been designed to investigate these processes and the elastocaloric effects in SMAs. The realized test rig enables independent control of an SMA&#39;s mechanical loading and unloading cycles, as well as conductive heat transfer between SMA cooling elements and a heat source/sink. The test rig is equipped with a comprehensive monitoring system capable of synchronized measurements of mechanical and thermal parameters. In addition to determining the process-dependent mechanical work, the system also enables measurement of thermal caloric aspects of the elastocaloric cooling effect through use of a high-performance infrared camera. This combination is of particular interest, because it allows illustrations of localization and rate effects &#8212; both important for efficient heat transfer from the medium to be cooled.
The work presented describes an experimental method to identify elastocaloric material properties in different materials and sample geometries. Furthermore, the test rig is used to investigate different cooling process variations. The introduced analysis methods enable a differentiated consideration of material, process and related boundary condition influences on the process efficiency. The comparison of the experimental data with the simulation results (of a thermomechanically coupled finite element model) allows for better understanding of the underlying physics of the elastocaloric effect. In addition, the experimental results, as well as the findings based on the simulation results, are used to improve the material properties.

Experimental methods for investigation of solid state cooling processes and characterization of elastocaloric material properties of Shape Memory Alloys (SMA) are presented. A custom-built test rig has been designed for controlling and comprehensive monitoring of elastocaloric cooling processes. Furthermore, it provides a validation platform for thermomechanically coupled modeling approaches.

Şekil Bellek İncelenmesi Tabanlı Elastocaloric Soğutma Süreçler ve Model Doğrulama için Deneysel Yöntemler

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and microstructural properties of complex fluids is presented. The instrument consists of a Couette geometry contained within a modified forced convection oven mounted on a commercial rheometer. This instrument is available for use on the small angle neutron scattering (SANS) beamlines at the National Institute of Standards and Technology (NIST) Center for Neutron Research (NCNR). The Couette geometry is machined to be transparent to neutrons and provides for measurement of the electrical properties and microstructural properties of a sample confined between titanium cylinders while the sample undergoes arbitrary deformation. Synchronization of these measurements is enabled through the use of a customizable program that monitors and controls the execution of predetermined experimental protocols. Described here is a protocol to perform a flow sweep experiment where the shear rate is logarithmically stepped from a maximum value to a minimum value holding at each step for a specified period of time while frequency dependent dielectric measurements are made. Representative results are shown from a sample consisting of a gel composed of carbon black aggregates dispersed in propylene carbonate. As the gel undergoes steady shear, the carbon black network is mechanically deformed, which causes an initial decrease in conductivity associated with the breaking of bonds comprising the carbon black network. However, at higher shear rates, the conductivity recovers associated with the onset of shear thickening. Overall, these results demonstrate the utility of the simultaneous measurement of the rheo-electro-microstructural properties of these suspensions using the dielectric RheoSANS geometry.

Dielectric RheoSANS &amp;#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Here, we present a procedure for the measurement of simultaneous impedance, rheology and neutron scattering from soft matter materials under shear flow.

Dielektrik RheoSANS - Empedans, Reoloji ve Kompleks Sıvılar Küçük Açı Nötron Saçılma eşzamanlı Sorgulama

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Işık saçılma Profiler (SLPS) Tabanlı Metodoloji İntraoküler Lenslerden İleri ve Geri Işık Saçılımını Kantitatif Olarak Değerlendirmek İçin Tarama

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as aqueous solutions and biomaterials, with fast acquisition times. Here, we discuss the assembly and operation of a Brillouin spectrometer that uses stimulated Brillouin scattering (SBS) to measure stimulated Brillouin gain (SBG) spectra of water and lipid emulsion-based tissue-like samples in transmission mode with &lt;10 MHz spectral-resolution and &lt;35 MHz Brillouin-shift measurement precision at &lt;100 ms. The spectrometer consists of two nearly counter-propagating continuous-wave (CW) narrow-linewidth lasers at 780 nm whose frequency detuning is scanned through the material Brillouin shift. By using an ultra-narrowband hot rubidium-85 vapor notch filter and a phase-sensitive detector, the signal-to-noise-ratio of the SBG signal is significantly enhanced compared to that obtained with existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables measurement of SBG spectra with up to 100-fold faster acquisition times, thereby facilitating high spectral-resolution and high-precision Brillouin analysis of soft materials at high speed.

We describe the construction of a rapid continuous-wave-stimulated-Brillouin-scattering (CW-SBS) spectrometer. The spectrometer employs single-frequency diode-lasers and an atomic vapor notch-filter to acquire transmission spectra of turbid/non-turbid samples with high spectral-resolution at speeds up to 100-fold faster than those of existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables high-speed Brillouin material analysis.

Yüksek hızda sürekli uyarılan Brillouin saçılma Spektrometre için malzeme analizi

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, with its peak locomotion speed reaching 150 cm/s. First of all, we observed the microstructure and hierarchy of water strider legs using the scanning electron microscope. On the basis of the observed morphology of the legs, a theoretical model of the detachment from water surface was established, which explained water striders' capability to slide on water surface effortlessly in terms of energy reduction. Secondly, a dynamic force measurement system was devised using the PVDF film sensor with excellent sensitivity, which could detect the whole interaction process. Subsequently, a single leg in contact with water was pulled upward at different speeds, and the adhesion force was measured at the same time. The results of the departing experiment suggested a deep understanding of the fast jumping of water striders.

The protocol here is dedicated to investigating the free and quick maneuvering of water strider on water surface. The protocol includes observing the microstructure of legs and measuring the adhesion force when departing from water surface at different speeds.

Su Strider bacak yukarı PVDF Film algılayıcı tarafından atlama üzerinde hareket dinamik güç ölçümü

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...