低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應用領域示例

縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來看，當一個進動的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時，弛豫就發(fā)生了。供體質(zhì)子弛豫到它的低能態(tài)，在低能態(tài)中質(zhì)子沿著B0的方向進動。同樣的轉移也有助于T2弛豫。此外，消相有助于T2松弛，而不涉及向周圍環(huán)境轉移能量。因此，橫向弛豫總是比縱向弛豫快;因此，T2總是小于等于T1?！τ诠腆w中的質(zhì)子，T2比T1小得多?！τ诹黧w中的質(zhì)子：(1)當流體處于均勻靜磁場時，T1近似等于T2。(2)當流體處于梯度磁場并采用CPMG測量過程時，T2小于T1，其差異主要受磁場梯度、回波間距和流體擴散率的控制。當潤濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機制不同于固體或流體中的質(zhì)子。水泥基材料是構建多孔介質(zhì)的關鍵組成部分。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應用領域示例

將比表面積為380m2/kg的普通硅酸鹽水泥與鐵渣粉混合制成不同鐵渣含量的試樣。試樣真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析儀進行檢測。將測試結果反演得到曲線圖，觀察各試件飽水樣T2 譜相似，均有2~3個弛豫峰且均以短弛豫為主，弛豫時間絕大部分在0.01ms~1ms 之間，在10ms~100ms和100ms~1000ms之間存在比例很小的峰。每個弛豫峰表征一種狀態(tài)的水（化學結合水、 吸附水、孔隙水與自由水）。研究表明 ：化學結合水的橫向弛豫時間很短，試驗無法采集到試件中化學結合水的信號，已知吸附水流動性＜孔隙水流動性＜自由水流動性。T2 值小孔 隙就小，T2 值大孔隙就大，T2 與 r 正相關，因此核 磁共振T2 譜測試結果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結構。 T2 時間越短，水的流動性越差。因此，T2 譜的3個峰依次對應飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)產(chǎn)品介紹水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析技術可獲得物質(zhì)中與分子動力學特性相關的弛豫信號。

兩種二維核磁共振方法的測量結果中較明顯的差異在于峰D的位置處的信號強度。從圖中可以看出相比于使用常規(guī)T1-T2測量方法的結果，使用solidechoT1-T2測量方法可以得到更多的核磁共振信號。由于固體回波可以重聚氫氧化鈣固體中存在的同核偶極耦合，可以認為峰D位置的是水泥水化過程中生成的固體產(chǎn)物的信號，通過進一步驗證，得出峰D主要為鈣礬石中結晶水的信號。另外，整體看峰C和峰D所在的區(qū)域，solidechoT1-T2測量方法測得的信號強度比常規(guī)T1-T2測量方法測得的信號強度高出31%，主要增強了峰D位置處的信號。綜上所述，solidechoT1-T2測量方法可以獲得更加完整的固體信號，對利用低場核磁共振技術開展水泥水化過程中的固體產(chǎn)物如氫氧化鈣的定量研究具有重要意義。

核磁共振技術在水泥基材料中得到了廣闊地應用，該技術在水泥基材料中的應用主要包括三大類: 水泥水化進展表征、水泥漿體孔結構演化表征和水泥化學相關信息表征。運用低場核磁共振技術測試水泥的水化進程，該技術可在不破壞樣品的前提下，利用水分子中質(zhì)子的弛豫特性研究水泥基材料中水的含量及其分布的變化，具有快速、連續(xù)和無損的優(yōu)勢。隨著水化反應的進行，水的狀態(tài)從自由水向化學結合水、物理吸附水和孔隙水轉變。核磁共振技就是通過探測不同結合狀態(tài)的水分子中的質(zhì)子信號來研究水化過程。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場核磁共振技術主要采用永磁體結構，磁場強度一般在1.0 T以下。

小型核磁共振是核磁共振技術的一種獨特實現(xiàn)形式，近年來憑借便捷、綠色和準確的優(yōu)勢，在工業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、食品、材料等研究領域涌現(xiàn)出大量新方法、新應用。小型核磁共振精華在于一個“小”字，它賦予核磁共振技術眾多新特性和新生命力。 成本經(jīng)濟化：核磁共振硬件的小型化直接降低了制造的成本，是實現(xiàn)規(guī)?；瘧玫牡诙髢?yōu)勢。小型的核磁共振通常采用成本降低的永磁體作構建主磁場，硬件本身降低的同時，維護、屏蔽和場地成本也極大降低。隨著經(jīng)濟性的提升，科研機構逐步流行配置小型核磁共振儀器開展基礎教學和科學研究的選項。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的巖芯濕性檢測分析。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)產(chǎn)品介紹

巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應用領域示例

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振弛豫信號 T1弛豫信號 縱向弛豫時間T1：當射頻脈沖撤銷后。平行于外加磁場B0方向。宏觀磁矩由0恢復到M0的時間 與樣品中原子核所在的分子環(huán)境以及外加磁場強度有關； 磁場越高。宏觀磁矩越大。T1信號越強。 主要測量脈沖：IR、SR脈沖 T2弛豫信號 橫向弛豫時間T2：當射頻脈沖撤銷后。垂直于外加磁場B0方向。宏觀磁矩由M0恢復到0的時間； 與樣品中原子核的分子運動以及外加磁場強度有關； 分子運動越劇烈。 T2越長，反之T2就短； 磁場均勻性越好。分子運動一致性越高。信號衰減越緩慢； 磁場越高。宏觀磁矩越大。T2信號越強。 主要測量脈沖：FID、CPMG。衍生的脈沖Solidecho等 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領域。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應用領域示例