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。

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。

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.

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。

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.

正电子湮没技术(PAT)的开发与应用(三)——正电子湮没寿命谱仪时间分辨率和道宽计算的程序设计

由美国Canoerra公司进口的正电子湮没寿命谱仪是一个快慢符合系统,主要由一对快时间探测器、若干NIM插件和S—35多道脉冲分析器系统组成.正电子湮没寿命谱数据由多道分析器显示、收集和贮存,并采用人工转贮方法输入到计算机进行数据处理,费时,费力,易出错.

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。

正电子湮没技术(PAT)的开发与应用(四)——正电子湮没寿命谱仪与计算机之间数据双向通讯

谱仪的分辨率是表示仪器质量高低的一个重要参量.在正电子湮没寿命谱的测试中,分辨率的大小对寿命谱分析影响较大,因而需要经常测量仪器的分辨函数,以监测时间分辨率,而且要求计算精确.

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。

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。

用正电子湮没寿命谱法研究锡镀层缺陷

光亮镀锡工艺由于成本低、无毒、镀层稳定性好而广泛应用于电子元器件引线的电镀.但因锡镀层与基体之间会发生原子的相互扩散,致使产品在储存、焊接或使用期间因温度效应而使某些重要的物理和化学性能,如钎焊性、导电性和防腐性变差。金属界面原子的热扩散行为与金属晶体的结构缺陷密切相关,因此应用正电子湮没寿命谱法研究锡镀层在热处理过程中缺陷的运动规律,在理论和工艺方面都具有重要的意义。

用Monte-Carlo方法计算正电子湮没寿命谱中的衬底效应

用Monte－Carlo方法模拟计算了22Na源的正电子在不同厚度Mylar膜、Ni膜衬底中的湮没几率，得出Si、Fe、PE、PP4种样品在不同Mylar膜厚度下的衬底效应。结果显示，对PE、PP样品衬底效应较Si、Fe等样品强。表明用Monte－Carlo方法计算衬底效应是可行的。

用正电子湮没寿命谱学法研究BBO单晶缺陷

低温相偏硼酸钡(BBO)单晶是一种新型的非线性光学晶体。本文用正电子湮没寿命谱学法首次研究了它的缺陷,分析了它的缺陷类型及其成因。为克服缺陷、生长高质量的晶体提供科学依据。

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。

用正电子湮没寿命谱学法研究聚四氟乙烯改性和结晶度关系

该文首次提出用ｅ￣＋湮没寿命谱学参数计算ＰＴＦＥ的结晶度：研究了退火、￣（６０）Ｃｏ的低剂量照射对结晶度影响的机理；揭示出次长成份是ｅ￣＋、Ｏ－Ｐｓ捕获态的过渡态，在该态中不存在Ｐ－Ｐｓ的捕获湮没。

氟化钡晶体质子辐照的正电子湮没寿命谱研究

采用正电子湮没寿命谱方法研究BaF2晶体质子辐照效应。研究能量为1.5MeV和2.0MeV质子辐照BaF2晶体的正电子湮没寿命谱,比较两种情况下受照晶体的辐照损伤。正电子湮没寿命谱说明BaF2晶体质子辐照的电离效应显著,由于电离会使晶体中少量金属离子产生变价效应,引起位移损伤。1.5MeV能量的质子辐照比2.0MeV能量的质子辐照产生的位移损伤大。

中子辐照硅的正电子湮没寿命谱研究

研究了中子辐照硅中正电子湮没寿命谱的等时退火特性,得到与文献[1]不相同的结果.实验资料对比表明,本工作的结果与EPR、IR、DLTS的实验能更好地符合.对[1]中的双空位运动形成四空位的模型提出质疑.指出中子能谱不同很可能是导致缺陷俘获态寿命退火特性相异的重要原因.

Fe-基形状记忆合金不同预应变量下的正电子湮没寿命谱研究

利用正电子湮没寿命谱研究了几种不同成分Ｆｅ基形状记忆合金预应变过程中缺陷结构的变化。

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．