纳米流体稳定性和粘度的影响因素分析

发布时间：2021-08-30 12:59

　　采用"两步法"制备质量分数为0.5wt%～4.0wt%的Cu-乙二醇纳米流体,研究超声时间、浓度和温度对纳米流体稳定性及粘度的影响。研究结果表明,温度为20℃时,分析经过超声15～75min处理的Cu-乙二醇纳米流体（4.0wt%）粘度发现,超声45min时其粘度最大;分析超声45和60min的纳米流体透射电镜（TEM）图像发现,超声45min时其稳定性更优;在乙二醇溶液里添加Cu纳米颗粒会影响流体的粘度,且粘度随粒子质量分数增大而增大,流体稳定性随质量分数增大而减小;Cu-乙二醇纳米流体的粘度随温度的升高而变小。通过分析实验数据,在修正已有的粘度模型基础上,拟合纳米流体粘度与粒子浓度、温度的关系,提出了新的粘度计算公式。根据固溶体的形成机理和能量最低原理对以上现象进行了理论解释。 

【文章来源】：材料科学与工程学报. 2020,38(01)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

SCYN1302型粘度测定仪实验系统

图3所示是超声45和60min质量分数依次为1.0wt%、2.0wt%及4.0wt%的Cu-乙二醇纳米流体的TEM图像。从图可见，不同浓度的Cu-乙二醇纳米流体都出现相的团聚现象，且超声时间为45min（图3(a)～(c））和60min（图3(d)～(f））的Cu-乙二醇纳米流体均随着浓度的增大纳米颗粒团聚现象加剧，形成纳米簇尺寸的增大，说明同一超声时间的纳米流体，浓度越大其稳定性就越差。进一步分析，同浓度Cu-乙二醇纳米流体超声45min及60min的TEM图像发现，超声45min处理的纳米流体团聚现象比60min的要少，颗粒分散更均匀，团聚形成较小的纳米簇。因此，对Cu-乙二醇纳米流体而言，超声45min比60min有更好的稳定性。图3 Cu-乙二醇纳米流体的TEM图像

图2 去离子水粘度测量值与标准值比较分析上述现象，随着颗粒浓度增大，单位体积内粒子数量增加，粒子间无规则运动碰撞的概率增大，颗粒团聚现象越严重，表现为Cu-乙二醇纳米流体的稳定性下降。超声振动能够有效地打破纳米颗粒间的团聚，但同时也会使颗粒产生聚集，超声时间过短使纳米颗粒分散不均匀，超声时间过长会加剧流体中颗粒碰撞形成新的团聚。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米流体相变特性实验研究[J]. 王姣,杨波,刘军,蔡光明.  强激光与粒子束. 2015(07)
[2]纳米流体黏度与温度的关系研究[J]. 凌智勇,张睿,张忠强,丁建宁,程广贵.  化工新型材料. 2014(08)
[3]纳米流体能量传递理论与应用[J]. 宣益民.  中国科学:技术科学. 2014(03)
[4]乙二醇基纳米流体黏度的实验研究[J]. 周登青,吴慧英.  化工学报. 2014(06)
[5]影响纳米流体导热系数实验测试的因素[J]. 李兴,陈颖,莫松平,刘琢玮.  材料科学与工程学报. 2013(04)



本文编号：3372821