低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质的应用

核磁共振弛豫分析设备通常使用永磁体产生磁场。其磁场强度较低。体积相对于核磁共振波谱仪和核磁共振成像设备要小得多。而且通常不含梯度模块。所以价格相对很低（几十万人民币）。基本没有维护费用。物质的弛豫特性反映了物质内部原子核所处的化学环境以及分子之间的相互作用。所以弛豫特性能够灵敏地反映出物体内物质所处环境的变化以及物体内不同物质 含量比例的变化。比如岩心中水的弛豫时间随着孔隙的变小而变小、硫酸铜溶液的浓度越大其弛豫时间越短。因此。利用这一原理。弛豫分析技术能够实现物体内物质的鉴别、物体内部的结构分析以及物质的定量分析。如牛奶掺假的检测和定量分析、 木材和岩心的孔径分布、种子中水分和油脂含量的测定以及油脂中固态脂肪含量的测定等等。岩石和土体是天然形成的多孔介质材料。低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质的应用

PM-1030磁共振水泥基材料分析仪技术性能 1)10MHz磁共振频率和30mm直径的样品尺寸。提高测量的信噪比。确保仪器的高灵敏度； 2)特殊的探头设计。探头死时间短于15us。可完整的采集样品中固体及液体信号。从而获得全部的物理属性和含氢分子的运动状态； 3)高效的探头散热模式。可将测量时探头产生的热量带出。确保测量的稳定性； 4)基于贝叶斯算法的磁共振信号一维反演分析功能。可准确获得T1和T2弛豫时间分布；专有的二维数据分析方法。可重组T1 -T2 /T2 -T2二维相关谱图； 5)基于PID算法的温控系统。使磁体的场强变化保持在200Hz/h。确保测量结果的可靠性与稳定性； 6)较短的样品管设计。便于水泥样品的配置和制作； 7)在增加附件的前提下。升级带有温度场系统。进行相关的对样品进行变温实验。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测系统水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。

水泥基材料仍然是世界上极重要的工程材料之一。尽管水泥基材料广阔应用到工程建设中已有很长 时间，然而鉴于测试手段的限制，人们对水泥的水化进程、水化过程中微观结构的形成及其与水泥基材料宏观性能间的关系等内容并不完全清楚。自核磁共振这一物理现象被发现以来，核磁共振测试技术已经广阔应用到生物制药、食品安全和材料表征等领域。 近年来，随着低场核磁共振技术的发展，其逐渐被应用到水泥基材料的研究中，它可以提供关于水泥基材料的孔隙率、 孔径分布和水化动力学等方面的信息，成为表征水泥基材料的一种重要手段。

MAG-MED核磁共振分析仪通过弛豫时间长短的测量能够有效区分样品中不同水分含量及比例、样品中孔径大小的分布及孔隙变化信息。 土壤、冻土、岩石材料中的自由水、束缚水、不同相态水。由于水分子中的氢原子核运动能力差异：束缚水相对自由水其氢原子核运动受到束缚强。固态水（冰）相较液态水其氢原子核运动受到的束缚强。所以其弛豫时间存在差异。束缚强的氢原子核弛豫时间短。运动相对自由的氢原子核弛豫长。同理。小孔中水分的氢原子核运动束缚强。弛豫时间短；而大孔中水分的氢原子核运动相对自由。弛豫时间长。低场核磁共振弛豫分析仪软件用在计算机上的上位机部分，实现向仪器通信发送控制指令。

润湿性：存在两种非混相流体时，其中某一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。衡量标准：1）接触角：0-完全润湿；<90-润湿好；>90-润湿不好，=180-完全不润湿2）附着功：单位面积固-液界面在第三相（一般为空气）中拉开所做的功接触角越小，附着功越大润湿反转现象：固体表面+活性剂改变水油润湿性（砂岩采油提高采收率）润湿滞后现象：一相驱替另一相过程中出现的润湿现象，分为静润湿滞后、动润湿滞后（接触角-前进角、后退角）测量方法：1）直接法：接触角法2）吊板法：界面张力3）间接法：自吸或自吸离心法其内部有大量不规则、多尺度的孔隙，并且还存在不同状态和不同数量的水分。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域

低场核磁设备一般采用永磁体，测试样品介于两磁极中心，通过激励与信号处理即可得到稳定。低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质的应用

表层沃土商品土中腐殖酸（HA） 提取及HA覆层sand样品的制作；重油中沥青（Asphaltenes）提取及沥青覆层sand样品的制作； 标准样品0.002 M CuSO4溶液的弛豫时间当量240us（1MHz）；Bulk蒸馏水的弛豫时间当量2500ms； 3.5cm直径、5cm高的样品管；承装样品的高度略小于1.5cm（磁场的MORE检测区域），加盖，特氟龙胶带缠绕，防止蒸发； 以1滴/秒的速度滴加蒸馏水，直至样品的上表面有一薄层液体，模拟下雨的情况； 如果不加水，NMR测得的都是噪音信号，这说明该文章中所使用的NMR设备和测量方法无法测得固体有机质信号； 前后两次测量土壤样品的幅值误差小于4%（验证重复性）； 标准样品的幅值误差小于5%，整个实验周期内（约20天）； NMR定量测量水含量与Mass balance方法（天平）误差小于5%，NMR定量测量含水量的精度达到0.01g；低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质的应用