正电子湮没谱表征热处理工艺对聚碳酸酯力学性能的影响

考察了退火和淬火2种热处理方法所用的不同热处理温度和时间对聚碳酸酯力学性能的影响,并采用正电子湮没谱分析经过不同热处理工艺后聚碳酸酯内部自由体积的含量。结果表明,在玻璃化转变温度附近及以上进行一定时间的淬火可通过增大内部自由体积含量和尺寸来显著改善聚碳酸酯的韧性,降低材料的屈服强度和弯曲强度,提高缺口冲击强度和拉伸强度。在玻璃化转变温度以下,淬火不能改变材料内部的自由体积,不能提高材料的韧性。退火只能降低材料内部自由体积的含量和尺寸,但不受温度和时间的影响,且材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度大幅降低。

变温下油脂自由体积和晶型结构演化的正电子湮没寿命研究

甘油三酯具有独特的同质多晶现象,其结晶和熔化特性对油脂产品性能及工业应用至关重要。利用正电子湮没寿命谱(PALS)可在原子尺度对结晶态甘油三酯的微观结构变化进行特征化描述。当正电子进入分子材料时,会与周围的电子形成电子偶素(电子-正电子的束缚态),其寿命反映了材料中空洞(自由体积)的大小。该文使用PALS首次研究了5种饱和脂肪酸甘油三酯的多晶性和晶型转变过程,包括甘油三月桂酸酯、甘油三肉豆蔻酸酯、三棕榈酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、花生酸甘油三酯。正电子数据和由其他表征手段得到的晶型变化规律很好符合。用正电子观察到更长分子链甘油三酯固相收缩成更稳定的晶型时有空洞形成,以及α晶在固-固转化过程中形成了2种β晶形态。

聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅SBA-15微观结构的小角X射线散射及正电子湮没谱学研究

SBA-15由于具有高比表面积、孔容大、孔径可调、热稳定性好和成本相对低廉等优点,在吸附、分离、催化和纳米材料等领域具有广泛的应用前景,而利用有机官能团改性SBA-15已经成为当前材料的热点之一,但有机官能团的引入势必会影响材料的孔结构,进而影响其性能.因此,如何更全面地表征材料的孔结构也成为人们关注的焦点.采用小角X射线散射(SAXS)技术对PEI/SBA-15介孔分子筛的孔结构进行表征,利用相关函数和弦长分布理论得到了聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅(PEI/SBA-15)的孔结构和周期性信息,结合正电子湮没寿命谱(PALS)技术进行比较.结果表明:随着PEI质量分数的增加,PEI/SBA-15介孔分子筛的周期性结构没有发生明显变化,通过弦长分布(CLD)函数得到的孔径尺寸也仅从8.3 nm降至7.6 nm.利用PALS获得了2种长寿命组分τ3和τ4,其中τ3反映了SBA-15基体内部的无规微孔结构,而τ4反映SBA-15六方孔道的尺寸,与SAXS结果相比,介孔孔径具有相同的变化趋势.通过结合SAXS和PALS技术,可以更加深入地揭示材料中微观结构的演变,从而为未来功能纳米复合材料的结构表征提供一种独特的方法.

硅橡胶中的正电子湮没寿命谱实验分析

本文用硅橡胶材料做正电子湮没的实验,实验的结果得到了硅橡胶中正电子湮没三种成份的寿命均随分子量增大而减小,以及生胶在高温硫化前后的正电子湮没三种成份寿命和相应的强度有显著变化。根据硅橡胶大分子的结构来分析影响正电子湮没三种成份寿命的因素,随着分子量的增大,大分子链变长,单位体积中链的自由末端减小,使得硅橡胶的密度增大,乙烯基的密度增大,正电子湮没第一寿命减小;单位体积大分子链间的缠绕和交叠也随分子量增大而增多,使正电子湮没第二寿命减小;大分子间的额外空隙随着聚合物的密度增大而减小,使正电子湮没第三寿命减小。用这个观点对实验结果作了解释。

正电子湮没寿命谱仪在线数据获取分析系统的建立和调试

本文着重介绍实现正电子湮没寿命谱仪计算机在线的软、硬件的构成及建立的主要过程。由于采用了高级语言方式,所以系统具有很好的灵活性和通用性。

用正电子湮没谱研究聚酯型聚氨酯的微观结构和自由体积特性

用正电子湮没谱研究了两类分别由聚己二酸丁二醇酯多元醇和聚ε 己内酯多元醇合成的线型聚酯型聚氨酯 (PBU和PCU)在 140～ 36 0K温度范围内的结构转变和自由体积特性 .研究结果表明 ,两类聚氨酯(PU)在 140～ 36 0K温度范围内 ,都存在三个转变点 ,其中较低温度的转变 (约 2 0 0K)对应于PU中软段的玻璃化转变温度 (Tg) ,2 75K处的转变可能与样品吸附少量水分有关 ,较高温度的转变 (约 310K) ,对于PBU而言对应于软段结晶的熔点 ,而对于PCU则与在无序的硬段中混入一定量的软段后形成的相容区的Tg 有关 .当温度低于PU软段的Tg 时 ,两类PU的自由体积尺寸和浓度都随温度升高而增大 .当温度高于软段的Tg 但低于2 75K时 ,自由体积尺寸较快地增加 ,而自由体积浓度保持不变 .温度高于 2 75K并低于软段的熔点或硬段 软段相容区的Tg 时 ,自由体积尺寸增加速度最快 ,自由体积浓度却保持同样的数值 .当温度进一步升高时 ,自由体积尺寸和浓度都随温度增大而增加 .最后研究了这两类PU的自由体积分布与温度的关系 .所有这些实验现象均与大分子链的运动有关 。

正电子湮没技术(PAT)的开发与应用(五)——样品测试与正电子湮没寿命谱的解谱分析

一、正电子源和样品实验中所用正电子源为^(22)Na,^(22)Na的β^+衰变放出一个正电子,过3PS后放出1.28Me_v的γ射线,因为3PS相对于正电子寿命来说可以忽略,所以用1.28Mev的γ射线产生的时刻作为所研究事件的起始时间是合理的.正电子进入样品后的热化时间也只有几个PS,所以用1.28Mev和0.511Mev的两种γ射线间的时间间隔代表正电子湮没寿命也是合理的.由于^(22)Na有起始γ射线作为时间零点,加上^(22)Na的半衰期长,约为2.6年,使用方便,β^+衰变效率高,所以是理想的正电子源.本实验用的^(22)Na源,系用^(22)NaCl密封于几个μm厚的镍箔或密勒(Mylar)膜内,再将源夹于两个相同的样品之间,形成所谓的“夹层”排到.这样会有一部分正电子在镍箔或密勒膜中湮没,精确测量时,可在计算机程序中扣除^(22)Na源的载体效应.本实验源强为8μci.

正电子湮没寿命谱技术应用于聚合物微观结构研究的进展

聚合物的晶区堆砌密度、无定形区自由体积的尺寸和数量、晶区-非晶区的界面等微观结构,对其宏观性能,如渗透性能、力学性能、松弛行为等有重要影响。正电子湮没寿命谱技术是一种强有力的微观结构探测与表征技术,能够灵敏有效地探测聚合物的晶区堆砌密度、无定形区自由体积以及两相界面等信息,从而提供了一种直接、简单的研究聚合物微观结构的途径。文中介绍了该技术的基本原理和应用理论,综述了该技术在聚合物研究领域的应用,如:聚合物本征特性与自由体积之间的关系,应力、辐照、外界压力、物理老化等外界因素对聚合物微观结构的影响,以及聚合物共混物、复合材料的相容性和界面特性等。最后总结了正电子湮没寿命谱技术在聚合物微观结构研究中存在的问题。

低温下含Zn，Ag或Sc的8090合金正电子寿命谱分析

在２５—２７５Ｋ范围内，测量了正电子在８０９０合金和含Ｚｎ，Ａｇ或Ｓｃ的８０９０合金的湮没寿命．结果表明，τ１＝１７５—１８７ｐｓ是典型的正电子在共格粒子δ＇（Ａｌ３Ｌｉ）上的湮没寿命；τ２对温度Ｔ有明显的依赖关系．只要同时考虑空位、晶界对τ２的影响，就可以很好地对这四种样品的τ２－Ｔ曲线作出解释，并可对空位的存在形式作出推断．

环氧树脂/纳米SiO_2复合材料摩擦学性能与正电子湮没谱的研究

利用超声波和偶联剂处理的方法,将不同比例的纳米SiO_2与环氧树脂相复合,制备了环氧树脂/纳米SiO_2复合材料并测定了其显微硬度。用摩擦磨损试验机评价了试样在干摩擦条件下的摩擦学性能,用正电子湮没寿命技术(PALT)测试了试样的微观结构。结果表明,纳米SiO_2可有效地改善环氧树脂的摩擦性能;摩擦后试样的自由体积孔穴尺寸比摩擦前大,随着SiO_2含量的增加,自由体积孔穴尺寸呈增大趋势,而自由体积孔穴浓度呈减少趋势。

正电子湮没谱学研究半导体材料微观结构的应用进展

正电子湮没谱学技术在研究材料微观缺陷、微观结构方面有着独特的优势,尤其是在针对阳离子空位等负电性空位型缺陷的研究中,可以获取材料内部微观缺陷的种类与分布的关键信息.正电子湮没寿命和多普勒展宽能谱是正电子湮没谱学的最基本的分析方法,在半导体材料的空位形成、演化机理以及分布等研究方面能够发挥独特的作用;此外,慢正电子束流技术在半导体薄膜材料的表面和多层膜材料的界面的微观结构和缺陷的深度分布的研究中有广泛的应用.通过正电子技术所得到的微观结构和缺陷、电子密度和动量分布等信息对研究半导体微观结构、优化半导体材料的工艺和性能等方面有着指导作用.本文综述了正电子湮没谱学技术在半导体材料方面的应用研究进展,主要围绕正电子研究平台在半导体材料微观缺陷研究中对材料的制备工艺、热处理、离子注入和辐照情况下,各种缺陷的微观结构的表征及其演化行为的研究成果展开论述.

纳米TiO_2粉晶的正电子湮没寿命谱研究

用溶胶 -凝胶法 (sol -gel)制备了纳米TiO2 微粉。应用正电子湮没寿命谱 (PAT)研究了纳米TiO2 的界面结构。PAT研究表明 ,sol-gel法制备的纳米TiO2 微粉中只存在两类缺陷 ,即与短寿命成分τ1对应的单空位尺寸的自由体积缺陷 ,以及与中等寿命成分τ2 对应的微孔洞缺陷。其缺陷数目及浓度随着粒子尺寸的改变有着显著的改变 ,表现出尺寸效应。

用正电子湮没寿命谱研究热处理对TATB基高聚物粘结炸药微结构的影响

用正电子湮没寿命谱仪测试了TATB基高聚物粘结炸药在热处理前后的正电子湮没寿命谱,并就热处理对其内部微结构的影响进行了探讨和分析。结果表明:正电子在TATB基PBX中的湮没模式主要为自由态湮没和捕获态湮没,热处理后其内部微孔隙的数量明显减少,但孔隙的平均尺寸却出现了一定程度的增大。

应用于聚合物中的正电子湮没寿命谱技术

正电子湮没寿命谱技术是一种新型聚合物结构探测与表征技术 ,针对此技术在聚合物自由体积研究中的应用 ,首先介绍了该技术的基本原理和应用理论 ,接着针对寿命谱数据的处理手段和计算方法 ,对国内外的研究进展进行了概述和总结 ,最后展示了该技术在聚合物材料研究中用于基本理论。

BiVO4的光催化活性及其正电子湮没谱

以2,4-二硝基苯酚光催化降解为探针反应,考察了BiVO4的光催化降解活性。利用正电子湮没谱分析了焙烧温度对BiVO4光催化活性的影响。结果表明,焙烧温度能引起特定的缺陷数目变化,改变了光催化剂的微观结构。经900℃焙烧的BiVO4催化剂比在其它温度下焙烧的催化剂有较多的表面缺陷数目,可产生表面光生电子-空穴的数目较多,不均匀性、缺陷位的电子密度大,使得其光催化氧化活性增强,即2,4-二硝基苯酚的降解率较高。

基于遗传算法的正电子湮没寿命谱拟合

正电子湮没谱学是无损探测材料中纳米缺陷的有效手段,通过正电子湮没寿命谱可获得正电子在材料中的湮没状态以及材料内部电子密度分布的信息。本工作基于遗传算法(GA)的全局搜索、随机产生初值的特点,对正电子湮没理论寿命谱进行了多指数函数拟合的尝试,并用MATLAB语言编程实现了曲线拟合,得到的各组分寿命及相应强度。与LifeTime9.0的解谱结果比较,遗传算法求解寿命谱待估参数,具有不用赋经验性初值也不会陷入局部最优的优点。

TATB基PBX纳米孔隙的正电子湮没寿命谱

为研究压制参数对TATB基高聚物粘结炸药（PB X）微观结构的影响,压制了密度为1.6~1.9 g·cm-3的PBX,采用了正电子湮没寿命谱（PALS）技术表征了其微观结构,讨论了不同压制密度PBX的纳米孔隙的变化。结果显示：压制密度越大,PBX中纳米孔隙浓度越小,平均尺寸越大,这表明压制过程中,PBX界面孔隙不断减小,TATB晶体内部孔隙却不断增大。

LaCl_3:Ce^(3+)闪烁体正电子湮没寿命谱仪

对国内最新研制出的LaCl3:Ce3+闪烁晶体时间特性进行了测试,用该种晶体尝试组建了正电子湮没寿命谱仪,时间分辨率达到了350ps。由于LaCl3:Ce3+探头在具有快速时间响应特性的同时还具有较高的能量分辨率,用该探头组建正电子湮没寿命谱仪将具有许多潜在的优势。

用CONTIN(PALS2)程序计算正电子湮没寿命谱

对基于Laplace变换的大型正电子寿命解谱程序CONTIN（PALS2）的原理和使用作了简要说明，在实验基础上，对用CONTIN（PALS2）程序计算的结果进行了分析，并与用POSITRONFIT程序的结果进行了比较。

碘掺杂聚乙炔的正电子湮没谱和结构缺陷转变

本文研究了反式碘掺杂聚乙炔[CH(I_3)_y]_x在室温下正电子湮没寿命随掺杂浓度y的变化关系,发现y约在0.0025和0.043处寿命谱出现明显的突变.计算了杂质势和链间耦合积分.用链间耦合随掺杂浓度增强的概念,说明了出现上述两个突变的原因和主要元激发的转变,解释了磁化率随掺杂浓度变化的实验规律,讨论了三个区域的导电模型和电导率随温度的变化关系.