Введение
1.1 Актуальность работы 7
1.1.1 Тема исследования 7
1.1.2 Объекты исследования 7
1.1.3 Методы исследования
1.1.3.1 Предназначение методов 8
1.1.3.2 Эксперимент 8
1.1.3.3 Модель 9
1.1.3.4 Метод измерения скоростей поверхностной релаксации 9
1.1.3.5 Метод измерения скоростей спада свободной индукции 10
1.1.3.6 Метод измерения времён диффузионного затухания во внутренем магнитном поле (метод ДЗВП) 10
1.1.3.7 Метод измерения времён диффузионной релаксации
1.2 Цели и задачи 11
1.3 Положения, выносимые на защиту 12
1.4 Научная новизна 13
1.5 Практическая значимость 14
1.6 Апробация работы 14
1.7 Публикации 15
1.8 Личный вклад автора 17
1.9 Структура и объём диссертации 17
1 ЯМР в гетерогенных смесях, содаржащих твёрдую гранулярную фазу 18
1.1 Классическая векторная модель ЯМР 18
1.2 Модель быстрого диффузионного обмена
1.2.1 Отдельная пора 19
1.2.2 Пористый образец, заполненный жидкостью. 22
1.3 Влияние химических свойств поверхности на релаксацию 22
1.3.1 Релаксация с участием парамагнитных ионов 23
1.3.2 Релаксация с участием свободных электронов
1.4 Влияние характеристик порового пространства на спад свободной индукции 24
1.5 Модель идеальной упаковки шаров 24
1.6 Связь времён, измеряемых методом ДЗВП с геометрией пористой среды 25
1.7 Влияние диффузии на результат использования метода КПМГ
1.7.1 Опубликованные результаты 26
1.7.2 Диффузионные модели
1.7.2.1 Обыкновенная диффузия 26
1.7.2.2 Аномальная диффузия 27
2 Объекты и методы 31
2.1 Объекты исследования 31
2.2 Методы подготовки образцов 52
2.3 Экспериментальные методы анализа
2.3.1 Измерение времён T2 поперечной релаксации 54
2.3.2 Измерение времён T2 спада протонной намагниченности из-за неоднородности магнитного поля 55
2.3.3 Регистрация спектров времён диффузионного затухания протонной намагниченности поровой жидкости во внутреннем магнитном поле 55
2.3.4 Метод обратного преобразования Лапласа 56
2.3.5 Исследование парамагнитных свойств образцов 56
2.3.6 Получение изображений и элементный анализ образцов 57
2.3.7 Измерение удельной поверхности образцов 57
3 Поверхностная релаксация 58
3.1 Результаты экспериментов 59
3.1.1 Измерение скоростей 1/72 поперечной релаксации 59
3.1.1.1 Интерпретация спектров времён релаксации 67
3.1.2 Исследование парамагнитных свойств гранул 81
3.1.3 Измерение удельной поверхности образца кварцевого песка 84
3.1.4 Элементный анализ поверхности микрочастиц полистирола
3.2 Роль поверхностных парамагнитных центров с ненасыщенными связями в структуре SiC 2 в релаксации поровой жидкости 88
3.3 Модель поверхностной релаксации 89
3.4 Вычисление коэффициентов релаксации р и коэффициента пропорциональности а между размером гранул и калибром пор
3.4.1 Метод вычисления коэффициента релаксации р жидкости 92
3.4.2 Определение коэффициентов поверхностной релаксации р воды и декана, заполняющих кварцевый песок 93
3.4.3 Определение коэффициента пропорциональности а между размером гранул w и калибром пор d 96
3.4.4 Связь коэффициента пропорциональности а с типом поверхности гранул 97
3.4.5 Вычисление коэффициентов р поверхностной релаксации 100
3.5 Выводы к главе 3 102
4 Спад протонной намагниченности, обусловленный неоднородностью магнитного поля 104
4.1 Измерение скоростей \1Тг спада свободной индукции 105
4.1.1 Эксперимент 105
4.1.2 Зависимость скоростей 1/7г спада свободной индукции от объёмной доли твёрдой фазы 107
4.2 Модель спада протонной намагниченности, обусловленного неоднородностью магнитного поля 110
4.3 Метод определения разницы магнитных восприимчивостей твёрдой и жидкой фаз гетерогенной смеси
4.3.1 Метод 113
4.3.2 Пример применения метода 114
4.4 Метод определения объёмной доли твёрдой фазы гетерогенных смесей 115
4.4.1 Метод 115
4.4.2 Пример применения метода 115
4.5 Выводы к главе 4 116
5 Диффузионное затухание протонной намагниченности во внутреннем магнитном поле 118
5.1 Эксперименты 118
5.1.1 Получение спектров времён диффузионного затухания. 118
5.1.1.1 Спектрометр Varian Inova 500 118
5.1.1.2 Релаксометр Bruker Minispec
5.1.2 Исследование парамагнитных свойств образцов 122
5.1.3 Элементный анализ
5.2 Влияние парамагнитных свойств поверхности 126
5.3 Требования к установке 128
5.4 Выводы к главе 5 129
6 Аномальная диффузия 130
6.1 Измерения времён T2 поперечной релаксации 130
6.1.1 Эксперименты 130
6.1.2 Зависимость скорости поперечной релаксации от временного промежутка между импульсами 134
6.2 Характер диффузии молекул жидкости 141 6.3 Модель переноса частиц 142
6.4 Сравнение релаксационного и диффузионного вкладов 144
6.5 Выводы к главе 6 147
Заключение 148
Выводы 148
Рекомендации 150
Благодарности 150
Список сокращений 152
Приложение а шар в магнитном поле 153
Приложение б спад свободной индукции в суспензии 155
Приложение в скорость релаксации в условиях
Аномальной диффузии 165
Спиновое эхо при обычной диффузии 165
Спиновое эхо при аномальной диффузии 168
Библиография
