火焰法合成纳米钛基颗粒过程中碰撞-聚并机制的基础研究

本项目基于平焰燃烧器和雾化燃烧器，采用探针取样-电镜法、时间分辨激光诱导白炽光方法等技术对不同燃烧条件下纳米二氧化钛及其复合氧化物在火焰场中碰撞-聚并现象开展系统实验研究；进而，基于微观分子动力学模拟来研究火焰场中两个钛基颗粒的碰撞-聚并过程，提供介观尺度理论需要的特征聚并时间和扩散系数等参数，并结合已有表面积线性衰减理论和能量积累理论等现象模型，以最小能原理为指导建立纳米颗粒团聚的本构方程，并最终实现火焰场内多颗粒体系的三维多尺度离散元模拟；最后，依据实验和理论基础形成纳米颗粒团聚过程的时间尺度和相似定律分析，从而可以指导火焰合成材料的粒径调控和优化。.本项目不仅基于一种新颖的、学科交叉的思路拓展了热流专业内纳米尺度能量转化系统的研究方法，而且是前一个结题基金- - 大颗粒动力学的有益补充，从而对能源领域内各种尺度的颗粒和多相体系的研究提供借鉴。