正电子湮没技术在高分子薄膜研究中的应用

介绍了正电子湮没技术在高分子薄膜研究中的最新进展.常规的正电子湮没技术和慢正电子湮没技术,可以准确地探测高分子薄膜微观缺陷(自由体积)尺寸、分数、浓度、深度分布,该测试技术将在研究各种高分子薄膜的微结构-性能关系、表面效应、界面效应等方面发挥积极的作用.     

聚乙烯三相复合材料的正电子湮没研究

通过正电子湮没寿命谱的研究，考察了ＨＤＰＥ／ＥＰＤＭ／ＣＢ三相复合材料的结构和性能的关系。结果发现，正正电子素原子（ｏ－Ｐｓ）优先局域和湮没子ＨＤＰＥ和ＥＰＤＭ非晶区的自由体积孔洞之中，因而其寿命τ３保持不变。而由ｏ－Ｐｓ强度Ｉ３反映的自由体积浓度则随填料含量的增加而减小，且改性体系比未改性体系的自由体积浓度低，这是与材料的相结构一致的。自由态正电子寿命τ３则随填料含量变化呈现明显变化，其强度Ｉ２     

用PAT研究顺丁硫化胶在热空气中的结构变化

本文用正电子湮没技术(PAT)研究了陶土填充顺丁硫化胶(BR)在热空气中老化后的结构变化,分析了正电子湮没特性与硫化胶的交联密度、有序性、空穴大小及其分布。链段活动性等微观结构的关系,探讨了材料的玻璃化转变和大分子网构的变化,证明了正电子在顺丁硫化胶中的湮没特性与其表层的自由体积、有序性、T_g转变等有很好的相关性。     

非晶Fe_(52)Co_(34)Hf_7B_6Cu_1在中频磁脉冲处理下的正电子湮没研究

对Fe52Co34Hf7B6Cu1非晶试样进行了中频磁脉冲处理,脉冲磁场频率、作用时间保持恒定:1 500Hz、10min,脉冲磁场强度分别为15.92,19.9和23.88kA/m。用穆斯堡尔谱(MS)和正电子湮没寿命谱(PAS)方法研究了该试样在中频磁脉冲处理前后的结构及结构缺陷变化。结果表明,在非晶合金的制备态,正电子主要在自由体积中湮没,经中频磁脉冲处理后,非晶合金发生不可逆的结构弛豫,导致湮没寿命τ1下降。随着脉冲磁场强度的增加,非晶合金发生晶化,产生新的正电子俘获中心,导致强度I2急剧增加,I1急剧降低。     

PMMA中的正电子素湮没和玻璃化转变

为评估正电子湮没技术对研究聚合物玻璃化转变的适用性,测量了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和两种改性PMMA的正电子寿命谱和热-机械曲线。对于PMMA和未交联的改性PMMA,正电子素湮没寿命τ_3随温度的变化给出一个玻璃化转变温度T_8,该T_8真比由热-机械曲线测得的T_8低几度。由此看来正电子湮没技术不能用来测定部份交联的聚合物的T_8。     

纳米TiO2粉晶的正电子湮没寿命谱研究

用溶胶－凝胶法制备了纳米ＴｉＯ２微粉。应用正电子湮没寿命谱研究了纳米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ｔ１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。     

轻度交联PMMA的结构转变及自由体积特性

用正电子湮没技术（ＰＡＴ）研究了具有两各交联度的轻度交联ＰＭＭＡ试样的结构转变，包括玻璃化墨迹及次级弛豫过程（β转变），交联度对轻度交联ＰＭＭＡ的β转变无影响，交联度较大试样的Ｔｇ较高，用ＰＡＴ测得的Ｔｇ比用动态动力学分析（ＤＭＡ）法得到的Ｔｇ低７℃。交联度较高的试样中自由体积们数目较多，讨论了正电子湮没平均寿命与聚合物总自由体积的关系。此外，还从ｏ－Ｐｓ寿命大小计算了轻度交联ＰＭＭＡ中的自由体积     

铝合金时效硬化的正电子湮没研究进展

介绍了正电子湮没的试验原理,以及正电子寿命谱和符合多普勒展宽等试验技术。总结了近几年来正电子湮没技术在铝合金时效研究中的应用进展,展示了正电子湮没技术是如何通过对合金时效中微结构变化的研究,获得溶质偏聚动力学及空位-溶质相互作用等重要信息。     

正电子湮没技术在涂料领域的应用

正电子湮没技术(PAS)作为一种新型的探测手段，近年在研究高分子材料的自由体积等方面获得了很大成功，在涂料领域γ射线多普勒增宽能谱被发现能够很好地研究涂料的老化机理，通过调节入射正电子的能量还可以得到不同深度涂层的自由体积变化和老化程度，综述了PAS技术在涂料中的应用。     

Zr~(4+)掺杂对LiFePO_4电化学性能及微观缺陷的影响

通过高温固相法合成了掺杂Zr4+的正极材料Li1-xZrxFePO4(x=0、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电、交流阻抗(ACI)和正电子湮没寿命谱(PALS)等分析测试技术对掺杂材料的晶体结构、形貌、电化学性能和微观缺陷进行研究。结果表明,在整个掺杂范围内,所有样品都具有单一的橄榄石结构,且样品表面形貌和颗粒尺寸的变化较小;掺杂系列样品中,Li0.99Zr0.01FePO4具有最好的电化学性能,在0.1C充放电倍率下,首次放电比容量达到141.6mAh/g,高于未掺杂的LiFePO4的容量107.4mAh/g,经30次循环后Li0.99Zr0.01FePO4的容量保持率为75.8%。交流阻抗谱研究表明,掺杂Zr4+使锂离子脱嵌过程中电荷转移反应的阻抗明显减小;正电子湮没寿命谱研究表明掺杂Zr4+可以在样品晶格内部产生空位缺陷,使正电子湮没寿命增加,从而提高材料电导率。     

应用正电子湮没谱学技术研究Fe-Cu合金微观缺陷的进展

针对近年来材料辐照改性、辐照损伤等复杂微观缺陷结构的研究,以二元Fe-Cu合金辐照损伤缺陷及微量Cu析出物的微观结构研究为基础,综合论述正电子湮没谱学技术(PALS,CDB,AMOC)在Fe-Cu合金复杂微观缺陷结构研究中的应用研究进展。     

金属玻璃自由体积理论的研究概述

金属玻璃具有高强度、高硬度、高弹性应变以及良好的耐腐蚀性,然而,尺寸小、脆性大的缺点严重限制了其广泛应用。自由体积是影响金属玻璃的玻璃转变、塑性变形、结构和性能的关键因素。因此,理清金属玻璃中自由体积理论的发展脉络十分重要。本文首先介绍了自由体积的概念,其次讨论了自由体积与玻璃转变、塑性变形、性能之间的关系,最后总结了自由体积含量的定量化方法。自由体积参与了金属玻璃的玻璃转变和塑性变形等基本过程。由于自由体积处的原子配位数低,与周围区域的机械接合弱,所以在温度或应力的作用下,自由体积处容易发生结构扰动。研究表明,玻璃转变是一个依赖自由体积的动力学过程。当约化自由体积含量达到某一临界值时,开始发生玻璃转变。此外,自由体积理论也被用于解释金属玻璃的塑性变形。在自由体积的协助下,金属玻璃中的原子发生跃迁,进而实现塑性变形。而当自由体积含量达到某一临界值时,宏观变形局域化发生,即产生剪切带。分子动力学模拟、理论计算、透射电镜观察、声发射监测、剪切带热焓测试、密度测量等大量研究结果表明,剪切带上拥有大量的自由体积。自由体积可以通过微合金化、塑性变形、离子束照射、提高冷却速率和降低吸铸电弧功率等多种方式促进产生。一般自由体积含量越高,就会有更多产生剪切带的区域,进而导致多重剪切带产生;同时金属玻璃粘度降低,原子移动能力增加,因此金属玻璃塑性随之增加。由于自由体积处的原子排列疏松,弹性模量较低,所以抵抗变形的能力较弱,因此金属玻璃的强度和硬度将随自由体积含量增加而降低。此外,自由体积还会影响金属玻璃的原子扩散速率和热稳定性等。定量自由体积含量的方法主要有:(1)热分析法。通过计算结构驰豫过程的放热焓来确定自由体积含量。(2)正电子湮没谱。通过检测正电子寿命来确定自由体积含量。(3)密度测量。由于自由体积的引入会导致金属玻璃的密度变化,所以可通过测量密度来确定自由体积含量。(4) X射线衍射法。通过测定X射线衍射谱的最大衍射波矢Q_(max)的变化,确定自由体积的含量。     

用正电子湮没技术研究含微量Pr的Fe-Ni及非晶FeBSi Invar型合金的微观结构

应用正电子湮没技术测得Fe—Ni Invar合金中,若Pr含量增加0.1%,其正电子寿命值增加约9～10％,(P_s=10~(-12)秒),其多普勒展宽谱的线形参数S也有一定的减小,而Fe_(82)B_(13)Si_5Invar型非晶合金经变温处理后平均寿命出现反常现象。又将在635K(注:该材料T_(晶化)=683K,居里温度T_c=663K),经450Oe磁场、真空退火与制备态相比,其寿命亦有差异。实验中诸类现象表明:正电子寿命及线形参数S反映了合金在不同状态下微观结构的变化。     

正电子湮没寿命谱表面分析研究

从表面分析方法学角度研究正电子湮没寿命谱表面分析技术。用Al_2O_3·3H_2O、硅胶表面键合物等多孔材料作实验证实,寿命谱的长寿组份的相对强度与样品的比表面积有线性的关系,寿命值能反映表面相结构、组成及极性的变化。正电子湮没寿命谱作表面定性分析具有优于单分子表面复盖层的检测灵敏度,并能区别表面键合有机基团的极性化学活性的能力。可应用于固液、固气、液气、液液的表面分析,测得现场实时、不损伤干扰样品原始表面的信息。     

La_2O_3掺杂对ZnNb_2O_6陶瓷微观缺陷和介电常数的影响

通过测量不同La2O3含量的ZnLa2xNb2(1-x)O(6-2x)微波介质陶瓷的介电常数、符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱,研究不同La2O3含量对该陶瓷介电常数和微观缺陷的影响。结果表明,x0.20时,随着La2O3含量增加,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度减小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr升高。x=0.20时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度最小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr最高。x≥0.30时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度升高,致密度、商谱谱峰和介电常数εr降低。     

基于网络结构设计制备宽温域高阻尼聚氨酯弹性体

从网络结构角度出发,设计以聚乙二醇单甲醚(mPEG)与甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)反应所制得预聚体为悬挂链,聚酯二元醇和TDI反应制得预聚体为弹性链,超支化H201作为交联扩链剂制备无规网络结构的聚氨酯弹性体。采用动态力学分析仪、原子力显微镜以及正电子湮没寿命谱等表征其结构与性能,从自由体积、微相分离、氢键作用等结构与性能之间的关系深入探讨聚氨酯宽温域高阻尼机理。研究结果表明,随着悬挂链含量增加,R值(n(-NCO)/n(-OH))减小,聚氨酯的微相分离程度降低,相容性增加,氢键作用增强,自由体积增大,聚氨酯的有效阻尼(tanδ≥0.3)温域可达175℃(-60~115℃),为一种基于网络结构设计的新型聚氨酯阻尼材料。     

正电子湮没技术在高聚物中的应用

本文介绍了正电子湮没技术的原理、技术方法 ,在自由体积测试方面的应用 ,以及国内研究进展。     

稀土聚乙炔的正电子湮没寿命谱的研究EI

本文对高顺式的稀土聚乙炔保存在空气中和保存在真空中,对高反式的稀土聚乙炔保存在真空中的的三种样品,在室温条件下,在制备后不同的时间里测定它们的正电子湮没寿命谱参量。根据寿命值和强度提出了正电子在稀土聚乙炔中的湮没模型。根据模型计算了它们的密度和结晶度。例如反式聚乙炔的密度为1.08g/cm^3,结晶度为0.67。最后用此模型解释了由实验测得的三种样品在不同存放时间的寿命谱参量随存放时间变化的关系曲线。     

聚丙烯／尼龙6／蒙脱土纳米复合材料的加工流变性能和微结构研究

采用有机改性的层状硅酸盐与聚丙烯／尼龙6通过熔融插层成功制备了剥离型纳米复合材料，并发现相容剂马来酸酐改性聚丙烯（MPP）的加入使材料具有良好的加工流变性能。采用X射线衍射（XRD）及正电子淹没寿命谱（PALS）等方法研究了材料的微观结构，结果表明，加入相容剂MPP后，材料的自由体积浓度显著降低，平均孔洞大小则略有增加，这与MPP与基体分子间较强的相互作用密切相关。     

MgAl2O4透明陶瓷的正电子湮没寿命谱研究

采用正电子湮没寿命谱的方法研究了Mg-Al尖晶石透明陶瓷被电子,质子辐照后的缺陷情况,以及在γ射线辐照下,缺陷情况随γ射线剂量的变化规律,并研究了其退火特性。