On the measurement of the fractal dimension of aggregated particles by electron microscopy : experimental method, corrections and comparison with numerical models

Abstract

Digital annular dark-field images of aggregated iron polydisperse particles are obtained using a computer-controlled STEM. Different methods are discussed on how to extract the fractal dimension of the aggregates, and the sources of error are analysed. The results are compared with computer simulations on a polydisperse version of the cluster-cluster aggregation model. Simulations show that polydispersity does not affect the fractal dimension. The experimental result for the fractal dimension (D=1.9±0.1) is consistent with the cluster-cluster model with linear trajectories Des images digitalisees en fond noir annulaire d'agregats polydisperses de billes de fer sont obtenues avec un microscope electronique pilote par ordinateur. On discute des differentes methodes capables d'extraire la dimension fractale des agregats et on analyse les differentes sources d'erreur. Les resultats sont compares avec des simulations a l'ordinateur utilisant une version polydisperse du modele d'agregation par collage d'amas. Les simulations montrent que la polydispersite n'affecte pas la valeur de la dimension fractale. Le resultat experimental (D=1,9±0,1) est consistant avec un modele d'agregation par collage d'amas avec trajectoires lineaires