芳纶非晶区取向研究

本文首次报道了芳香聚酰胺纤维(PPTA)非晶区取向度的定量研究结果。利用流变仪纺制了一系列芳纶的无规取向样品,并测试了结晶度与声速值,利用声速值与结晶度的线性关系,得到PPTA纤维的晶区和非晶区的特征模量分别为17.33GPa及2.483GPa。若取人们公认的PPTA纤维的密度(1.44g/cm~2)作为比较基准,则对应的无规取向声速值C_u为2.34km/s,从而可计算声速取向值。利用X光测得纤维的晶区取向度,结合声速法,可以计算芳纶的非晶区取向因子。对大量的芳纶纤维进行测试分析,发现芳纶具有很高的非晶区取向度,且几乎等于晶区取向,是柔性链纤维的两倍。与柔性链纤维不同的是非晶区取向不再是影响纤维强度的主要因素,但在一定程度上决定了纤维模量。影响芳纶纤维强度因素不仅有非晶区取向度,而且与纤维缺陷及分子量大小有关。随纤维模量的增加,芳纶应力-应变曲线上的弯头角消失。我们认为弯头角的消失与非晶区取向增大有关,与结晶度的关系较小。     

等规聚丙烯纤维回弹性与热定型的关系——等规聚丙烯纤维回弹性机理的探讨

作者研究了热定型条件对丙纶弹性回复率的影响,并将回弹率与纤维的其它力学性质作了对比。发现丙纶的回弹率随热定型温度的增加,在某一温度下出现极小值;松弛状态下回弹率极小值的温度较定长条件为低。前者为100℃,后者为120℃。丙纶其它力学性质与热定型温度的关系均呈单调递增或减小的趋势。同时,从结晶度、晶粒尺寸、双折射、声速取向因子和晶区取向因子等超分子结构的研究发现,晶区取向因子与热定型温度间的变化规律和回弹性完全相同。试验结果证实并发展了Perterson提出的结晶部分与回弹性有关的假设。足够高的结晶度和取向的晶粒是对丙纶回弹性起主要作用的关键因素。晶区取向因子和回弹率之间有着良好的线性关系。     

凝固浴对离子液体/DMSO法纤维素纤维凝聚态结构的影响

采用自制的新型复合溶剂通过湿法纺丝成功地制备出纤维素纤维,探讨了凝固浴浓度及温度对纤维结构和性能的影响.研究结果表明:随着凝固浴浓度的增大,纤维的结晶度、取向度、晶区及非晶区取向因子均呈先增大后减小的趋势,纤维的断裂强度及初始模量呈现相同的趋势;而随着凝固浴温度的升高,纤维的结晶度、取向度、晶区及非晶区取向因子均呈减小的趋势,纤维的断裂强度及初始模量也呈现减小的趋势.当凝固浴浓度为15%、凝固浴温度为25℃时,得到的再生纤维素纤维性能较好,纤维素取向度较高、结晶比较完善,有利于减少凝固过程中纤维微孔及微缺陷的产生.     

AC-HVAF喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的DSC法测定

利用活性燃烧高速燃气喷涂方法(AC-HVAF)制备出一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层.根据非晶合金相变的热力学原理可知部分晶化的非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变,其相变热应正比于残留非晶相的相含量.采用不同的热处理工艺使喷涂的非晶涂层晶化,利用DSC分析法测定了热处理后涂层中的纳米晶体含量和部分晶化非晶合金涂层试样的相变热,计算了该涂层试样的结晶度.实验结果和理论预测基本相符.     

Lyocell长丝热定型工艺对其结构性能的影响

针对Lyocell长丝热定型工艺尚不明确的问题,采用干喷湿纺技术制备Lyocell水洗丝,研究热定型张力、温度和时间等工艺参数对Lyocell长丝力学性能和尺寸稳定性的影响,并结合广角X射线衍射、小角X射线散射以及双折射率等测试分析了不同条件下长丝结晶、取向以及微孔等结构的变化规律,阐明了热定型条件下长丝结构与性能的关系。结果表明：温度为110～130℃时,3 min的热定型可保证长丝中水分的去除,在热定型过程中长丝的晶区结构基本不变,微孔尺寸的减小以及非晶区纤维素分子链段的收缩,提高了长丝的致密化程度并降低了取向程度;施加0.5～2.3 cN/dtex的张力,长丝的断裂强度、初始模量不易发生弱化,且干热收缩率低于0.7%。施加适当张力的热定型有效抑制了非晶区链段的解取向,保持了纤维高结晶、高取向的结构特点,从而保证了Lyocell长丝的力学性能和尺寸稳定性。     

非晶合金晶化过程中结晶度的DSC法测定与控制()

基于非晶合金相变的热力学原理:部分晶化非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变,其相变热应正比于残留非晶相的相含量,本文导出了部分晶化非晶合金结晶度XC的DSC法测量公式.进一步通过对其100%无定性样DSC曲线的分析发现:部分晶化非晶合金的XC实际上即为其100%无定性样在同样退火条件下的转变分数fC.为了检验这一推论的正确性,本文选用Ni74Si10B16非晶合金淬态样进行了一系列的等温退火处理和等温DSC测试.结果表明:通过DSC法测定部分晶化非晶合金试样的相变热,不仅可以求出该试样结晶度的大小,而且通过对该合金100%无定形试样的DSC曲线分析和跟踪,甚至可以预测和控制该合金一定退火条件下结晶度的大小.     

SAXS在β晶聚丙烯拉伸丝微孔结构研究中的应用

本文应用小角 X 射线散射技术(SAXS)并配合压汞法和密度梯度法对β晶相聚丙烯拉伸丝的微孔结构以及影响微孔结构的有关工艺因素进行了系统研究。结果表明,SAXS 方法测得的β晶聚丙烯拉伸丝中微孔平均孔径纵向为12～20nm,横向为5.5～9nm,其大小及分布与β晶成核剂的种类、初生纤维中β晶含量、拉伸倍数、拉伸温度、热定型温度和热定型方式等密切相关。经热定型后拉伸丝中的微孔得到不同程度的修补,尤其高温松弛热定型的修补最为显著。     

聚集态结构对聚丙烯腈纤维物理收缩的影响

借助热机械分析仪（TMA）、X射线衍射仪（XRD）、声速仪等研究了聚集态结构对聚丙烯腈（PAN）纤维分子链物理收缩特性的影响。结果表明,由于聚集态结构影响分子链段运动性,PAN纤维分子链表现出分级收缩的特点：物理收缩首先开始于纤维非晶区,之后向晶区边界分子链扩展;非晶区分子链段收缩是物理收缩的主要部分,收缩率随非晶区取向度增加而增大;晶区边界分子链段运动受周围晶区限制,收缩较非晶区缓和,随晶区边界取向分子链增多,收缩率小幅增大;温度升高、时间延长,各段收缩率均不同程度增大。     

动态力学温度谱分析的新方法及其应用——第3部分:动态力学温度谱分析法在PET非晶区结构研究的应用

本文在第1,2部分文章的基础上,以经拉伸、热处理的PET纤维为对象,将动态力学温度谱分析结果应用于PET的非晶区结构的研究。研究结果认为,可用PETα转变的松弛时间分布来描述PET非晶区分子链段运动能力的大小和分布;纤维非晶区取向因子f_α与松弛时间均值及方差存在很好的线性关系,反映了非晶区取向与平均松弛时间之间的密切联系。     

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术制备AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜及其性能研究

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制．通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验结果表明:不同沉积离子能量条件下,薄膜具有优异的表面品质;随着沉积离子能量的不断增加,薄膜厚度随之减小;同时,沉积离子能量对高熵晶相的调控有明显效果,沉积离子能量的增加使AlCrTiZrMo高熵合金薄膜微结构从非晶相(am)转变为相稳定的am+FCC纳米复合结构．      

国产苧麻纤维结构的研究

本文对芦竹青、黑皮蔸、黄壳早三个苧麻品种的纤维,用X射线衍射法、密度法、光学双折射法测试了结构,分析了不同品种和不同生长部位的纤维结构上的差异,探索了苧麻纤维结构变化的规律以及纤维结构和性能间的关系。苧麻根、中、梢部位的纤维结构是不同的,其变化规律是结晶度、晶区取向度根部最大,中部次之,梢部最小;非晶取向度是梢部最大,中部次之,根部最小。在分析结构与性能关系的基础上,提出了结晶度和非晶取向度是影响纤维断裂强度和伸长率的主要结构因素的看法,以及把纤维结构和性能结合起来作为评定苧麻品种优劣的标准。     

TiB_2颗粒添加对块状Cu_(47)Zr_(40)Al_(13)非晶复合材料热稳定性的影响

在块体Cu47Zr40Al13基体中加入微量TiB2陶瓷颗粒,电弧熔炼铜模吸铸法制备含原位陶瓷颗粒的非晶复合材料,经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)分析样品,结果表明:试样为含部分晶相Cu10Zr7的不完全非晶态;随TiB2质量分数增加,合金基体的非晶形成能力没有显著变化;过冷液相区宽度ΔTx由43K增至48.2K。     

含非晶相样品的X射线衍射快速定量分析

基于K值拟合或里特沃尔德(Rietveld)精修,通过X射线衍射(XRD)对已知组成的样品进行了快速定量分析,探讨了非晶相或结晶度不高的物质对衍射图谱的影响,对比了K值拟合和Rietveld精修定量分析的优劣,阐明常见Rietveld精修软件(TOPAS,JADE,GSAS)定量分析的特点.结果表明:结晶度较低的物质能否被XRD检出,不仅取决于其含量,也和共存晶相的衍射能力有关;当样品中非晶相含量较高,且内标物掺量合适,则可通过XRD快速定量分析出非晶相含量; 3种Rietveld精修软件均可对物相组成复杂的样品进行较好的快速定量分析,而K值拟合定量误差较大; TOPAS,JADE界面友好,容易熟练掌握,GSAS操作相对复杂,需要较强的理论基础.     

DSC法和XRD法测定Ni74Si10B16非晶合金退火样结晶度的比较(Ⅱ)

分别采用差示扫描量热分析(DSC)法和X-射线衍射分析(XRD)法测量了Ni74Si10B16非晶合金550℃等温退火21min，22min，23min与25min后的结晶度XC，并对其测量结果进行了讨论．确认通过DSC方法测量的非晶合金退火样结晶度，在一定程度上能较好地反映非晶合金晶化的程度，并且其测量精度与简便性优于XRD方法．而对于部分晶化非晶合金晶化相相含量的测量和分析表明：DSC法只能测量析出单相合金的相含量，对于析出多相合金的情况则不如XRD法有效．     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金纳米晶化的低频脉冲磁场处理方法

低频脉冲磁场处理是一种崭新的非热处理型非晶纳米晶化的方法·针对非晶合金Fe78Si9B13进行了低频脉冲磁场处理,用M ssbauer谱仪、透射电子显微镜观察处理后样品的微观结构变化·研究表明,低频脉冲磁场可促进非晶合金Fe78Si9B13发生纳米晶化,在所用脉冲磁场参数下,晶粒尺寸为2～10nm,且试样温升小于20℃·结合脉冲磁场参数对晶化量的影响,初步探讨了脉冲磁场对非晶合金Fe78Si9B13纳米晶化的作用机制·     

PVC/PP共混体系的PP结晶行为及晶态-非晶态共混体系的相态结构模型

从晶态-非晶态共混体系的晶相、非晶相相互作用出发,首次分析归纳山晶态-非晶态共混体系的8种相态结构模型。研究表明:PVC/PP共混物随着PP浓度的增加,PP的结晶度逐渐增大,结晶度随组成单调变化,而PVC/PP/CPE共混物的PP结晶度随组成变化曲线在PVC/PP/CPE=60/40/3处出现极大值,超过纯PP的结晶度,这与CPE诱导PP结晶有关。成核剂苯甲酸使共混物PP结晶度提高,晶区尺寸变小。     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金. 结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区. 非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出. 483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi. 503K退火时进一步析出La和未知相. La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

氢原子间范德华引力的计算

自从1930年伦敦发表了关于氢原子的范德华引力计算,到现在已经三十年了,但利用伦敦公式: △E_2=(-12/(R/α_0)~6)(e~2/α_0)∑(f_(1n1)f_(1n2))/((1-(1/n_1~2))(1-(1/n_2~2))(2-(1/n_1~2)-(1/n_2~2))) (1)仅能求出偶极项△E_2=6.47e~2(α_0~5/R~6)。利挪一琼斯根据下列公式对氢原子的范德华引力进行了计算: △E_2=-1/(2|E_0|)∫ψ_1~2(1)V~2φ_1~2(2)dt_1dt_2-12e~2/α_0(R/α_0)~6∑f_(1n′)f_(1n″)((1/n′~2) (-1/n″~2))/2(1-(1/n′~2))(1-(1/n″~2))(2-(1/n′~2)-(1/n″~2)) (2)所得结果与伦敦相近。马琴拿利用了一种近似的方法,得到二级摄动的能量表示公式     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

ZrF_4-BaF_2-LaF_3-ZnF_2系统玻璃的析晶行为和动力学

用DTA和XRD分析、TEM观察、IR光谱以及等温和不等温DSC等方法,研究了61.5ZrF_4·(31-m)BaF_2·7.5LaF_3·mZnF_2玻璃(m=0～6%(mol))的晶化过程和析晶动力学。结果表明:该系列玻璃是由分相导致整体析晶,DTA曲线上的T_(c1)峰为β-BaZrF_6和β-BaZr_2F_(10)晶相的共同析晶峰,DTA曲线上的T_(c2)峰为LaF_3·2 zrF_4晶相的析出峰和β-BaZrF_6→α-BaZrF_6多晶转变峰;玻璃的析晶动力学过程可以用JMA方程来描述;以适量的ZnF_2取代BaF_2可使玻璃的形成能力有所改善。