同步辐射SAXS原位在线检测纤维微结构系统的研究

研制开发了一套适用于同步辐射大科学装置上的原位在线检测装置,运用远程计算机控制,以同步辐射SAXS为手段,可实现纤维内部微缺陷的原位在线检测。原位在线检测可以表征高性能纤维在制备过程中缺陷和结构变化与工艺之间的关系,这是制备高性能纤维的关键所在。通过设备调试与实验,该系统可实现原位在线检测碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯3大高性能纤维在不同温度、不同张力以及不同气氛下微缺陷与结构演化过程。

基于同步辐射装置定量表征煤孔隙结构非均质性和各向异性

为了定量表征煤孔隙结构非均质性和各向异性,利用同步辐射SAXS(小角X射线散射)获得两种不同变质程度煤样的SAXS图像,通过图像数据处理,得到表面分形(D1)和孔分形(D2),由孔分形(D2)定量表征两种煤样孔隙结构的非均质性,忻州窑煤的孔分形维数为2.74,唐山煤的孔分形维数为1.69,表明忻州窑煤的孔隙结构非均质性要比唐山煤强。利用同步辐射nano-CT(纳米CT)获得煤的三维孔隙结构成像,选取煤样兴趣区域(ROI)并分成一定数量的子块,通过计算子块孔隙度的相对标准偏差的极值来定量表征孔隙结构的非均质性,忻州窑煤的孔隙结构非均质性值为3.21,唐山煤的孔隙结构非均质性值为2.71,表明忻州窑煤的孔隙结构非均质性同样强于唐山煤,即同步辐射SAXS和同步辐射nano-CT获得的孔隙结构非均质性一致。考虑到孔隙结构各向异性和渗流能力各向异性之间的对应关系,孔隙结构各向异性的定量表征通过运用LBM(格子Boltzmann方法)方法计算孔隙结构的渗透率张量来实现,应用渗透率张量特征值和特征向量来表征孔隙结构的各向异性,该方法得到的孔隙结构各向异性得到三维孔隙结构几何形貌的验证。

磷脂体系的同步辐射SXAS研究

用同步辐射小角X射线散射(SAXS)技术检测正己烷中磷脂形成的反相胶束在氧化不同时间后结构的变化。含亚油酸链和磷脂酰乙醇胺的磷脂(PLPE)体系的SAXS数据表明PLPE在这个体系中高度分散;PLPE形成的散射粒子比其它磷脂体系的直径大,有较长的椭球形结构。磷脂样品氧化3d后,散射粒子存在两种不同粒径分布;经过一定沉降过程,氧化6d后的散射粒子最大颗粒的粒径分布曲线更窄,表明3d的氧化时间是氧化过程的一个临界点。