Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farrokhpour,Mahmoud Tabrizchi
حسین فرخ پور (استاد مشاور) محمود تبریزچی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ebrahim Abedini
ابراهیم عابدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383

TITLE

Design and Construction of Nano and Microparticle Accelerator at Atmospheric Pressure and Determination of Particle Size Distribution
In this work, a simple and inexpensive design is proposed for generating a highly charged particle beam at atmospheric pressure. The design consists of two parallel plates followed by vertically-mounted drift rings, both of which are connected to a high voltage source to create a high electric field between the two plates as well as between the drift rings. Powder is loaded on the lower plate where the particles are charged due to the high voltage contact and escape from an aperture on the upper plate. The device is capable of producing micro or nanoparticle charged beams for both the insulating and conducting materials. The charge of the particles is in the order of 10 6 e for a 100 mm particle. The charge distribution of particles was found to be a function of their size and the applied electric field between the two plates. Using the charged particle source, a new particle sizer which integrates the dispersion and detection parts is presented. Particles are dispersed based on bouncing between the two plates and escape into the measuring area where the size is determined by light scattering. The instrument is calibrated using standard powders. The data obtained from the new instrument are in good agreement with those obtained from a commercial particle size analyzer. The sizer works both for insulator and conductive powders. In addition a macro ion mobility spectrometer was constructed. In this design the charged particle source was coupled to a drift tube. A PMT and two laser beams were used to measure the velocity of the particle. Having, the electrical mobility and the charge of the particle, its size is determined using Stockes-Einestain Equation.
طرح اولیه این پژوهش، مطالعه ذرات به وسیله دستگاه IMS بود تا بتوان با استفاده از سرعت ذرات در میدان الکتریکی اندازه و جرم آن ها را به طریقی به دست آورد. اما در این راه مشکلاتی وجود داشت که برای مثال می توان به پراکنده کردن و معلق نمودن ذرات در فاز گازی، باردار کردن آن ها و عدم آشکارسازی تک تک ذرات با استفاده از الکترومتر اشاره کرد. نهایتا با انجام آزمایشات طبقه بندی شده و منظم نتایج جالب توجهی به دست آمد. در این رساله یک منبع جدید باردار کننده ذرات در محدوده های نانو، میکرو و میلی متر ساخته شد. این منبع در فشار اتمسفر و به روش بارداری تماسی کار می کند. ذرات در اثر تماس با دو سطح فلزی و موازی با هم که به ولتاژ بالا وصل شده اند، باردار می شوند و بین دو صفحه به نوسان در می آیند. منبع جدید قابلیت باردار کردن تمام ذرات مانند هادی، عایق و نیمه هادی را دارا می باشد. تعداد بار قرار گرفته بر روی ذرات نسبت به روش های معمول بارداری بسیار زیاد است. برای مثال، یک ذره 100 میکرونی در حدود چندین میلیون الکترون دریافت می کند. از مزیت های مهم این منبع می توان به سادگی، قیمت پایین، عدم نیاز به گاز حامل، راندمان باردار کنندگی بالا، خاصیت پراکنده کنندگی ذرات در حین باردار نمودن آن ها، پوشش دهی محدوده وسیعی از اندازه ذرات (از نانو تا میلی متر)، کنترل آسان تعداد بار قرار گرفته بر روی ذرات و قابلیت اتصال آن به سیستم های شتاب دهنده ذرات اشاره نمود. از این منبع به عنوان دستگاهی برای پوشش دهی ذرات نانو بر روی سطوح فلزی سخت استفاده شد و نتایج مطلوبی به دست آمد. علاوه بر منبع باردار کننده ذرات، دستگاه جدید آنالیزور اندازه ذرات از اتصال منبع باردار کننده جدید با دستگاه آشکار ساز نوری نیز ساخته شد. این دستگاه به روش پخش نور استاتیک کار می کند و ذرات پس از باردار شدن وارد میدان الکتریکی شده و در حین حرکت، از جلوی نور لیزر عبور می کنند. در ادامه میزان پخش نور آن ها اندازه گیری می شود و نهایتا با استفاده از روابط کالیبراسیون دستگاه، توزیع اندازه ذرات به دست می آید. از مزیت های این دستگاه نسبت به دیگر دستگاه های آنالیزور اندازه ذرات می توان به سادگی روش، عدم نیاز به گاز حامل برای انتقال ذرات از جلوی نور لیزر، عدم نیاز به پخش پودر در فاز مایع، پوشش دهی محدوده وسیعی از اندازه ذرات، عدم نیاز به تجهیزات پراکنده کننده پودر و عدم هرز رفتن ذرات در حین انتقال به ناحیه آشکارسازی اشاره نمود. همچنین از جفت کردن منبع باردار کننده جدید با لوله رانش، فرایند شتاب دهی ذرات در فشار اتمسفر انجام شد و ذرات در لوله رانش به حرکت در آمدند. برای مطالعه ذرات شتاب داده شده از یک سیستم آشکارساز دو پرتویی استفاده شد که با یک الکترومتر جفت شده بود. به این ترتیب، سرعت و بار ذرات اندازه گیری شد. با داشتن این اطلاعات می توان اندازه هر ذره را با استفاده از روابط تحرک ذرات در میدان الکتریکی به دست آورد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی