高压对溶液中聚左旋乳酸单晶生长的影响

采用高压技术实现了500 MPa下聚左旋乳酸(PLLA)在稀薄二甲苯溶液中的单晶生长,采用透射电子显微镜、拉曼光谱和红外光谱对样品的结晶形态和结构进行了表征,考察了高压对聚左旋乳酸单晶生长行为的影响。结果表明,在相同的结晶温度和时间下,高压结晶PLLA的单晶仍为α-型晶体,但单晶尺寸明显大于常压样品;高压环境下PLLA分子链在晶核两端的生长扩散速率不同,容易形成非对称的菱晶形态;高压影响PLLA晶体中分子链的构象分布;在单晶生长期,高压诱导有利于PLLA晶体成核,但不利于单晶生长。     

一元溶剂体系β-HMX球形化结晶形貌的分子动力学模拟

奥克托金(β-HMX)晶体形貌在很大程度上影响其安定性能、流散性和能量输出,其中溶剂对晶习的影响起着很关键的作用,因此研究溶剂对β-HMX结晶形貌影响的微观机理具有很重要的意义.运用分子动力学方法计算了五种溶剂作用下β-HMX五个重要的晶面层与溶剂层的相互作用能,对附着能进行了修正,预测了不同溶剂作用下β-HMX的晶体形貌.结果表明,β-HMX重要晶面与五种溶剂都呈吸引作用,五种溶剂都会对晶面的附着能产生很大影响,抑制晶面的生长速率,除N-甲基吡咯烷酮(NMP)外,其余四种溶剂作用下(020)面的相对生长速率都是最快的,在晶体的最终形貌中消失.二甲基亚砜(DMSO)溶剂作用下的晶体形貌相对比较好, N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、环己酮(CH)和NMP溶剂作用下的晶体形貌次之,γ-丁内酯(GBL)溶剂作用下的晶体形貌球形度最差.     

高压下尼龙1010-单壁碳纳米管复合材料的结晶行为

 采用XKY-6×1200MN型六面顶压机,在不同温度、压力条件下处理30 min后制备了尼龙1010(PA1010)-单壁碳纳米管（SWCNT）复合材料的高压结晶样品,通过X射线衍射（XRD）、差热分析仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）,研究了高压处理样品的结晶行为、结构变化及形貌特征。结果表明：在1.0~2.5 GPa压力下,属于高压熔体结晶;在3.0和4.5 GPa压力下属于高压退火处理;高压结晶或高压退火均有助于聚合物片层晶体的增厚,并且高压熔体结晶的增厚效果优于高压退火处理。XRD结果表明,PA1010的三斜晶型在高压处理后保持不变,高压熔体结晶或高压退火都可以使(100)晶面和(010)晶面间距减小,即高压处理致使聚合物分子链紧密堆积。DSC结果表明：在高压熔体结晶过程中,升高压力和温度可以得到片层厚度较大的PA1010晶体;在2.0 GPa、350 ℃下获得的高压结晶样品的熔点和结晶度最高,分别达到208.5 ℃和64.6%。SEM和TEM结果表明：与常压结晶样品相比,高压结晶样品内部出现c轴厚度超过150 μm的大尺寸晶体;SWCNT与PA1010基体之间形成相互穿插的网络结构,刚性的SWCNT作为高压成核剂促进PA1010晶体生长和增厚。     

GaAs晶体在不同应变下生长过程的分子动力学模拟

GaAs晶体的高质量生长对于制造高性能高频微波电子器件和发光器件具有重要意义.本文通过分子动力学方法对GaAs晶体沿[110]晶向的诱导结晶进行模拟,并采用最大标准团簇分析、双体分布函数和可视化等方法研究应变对生长过程和缺陷形成的影响.结果表明,不同应变条件下GaAs晶体的结晶过程发生显著变化.在初始阶段,施加一定拉应变和较大的压应变后,体系的晶体生长速率发生降低,且应变越大,结晶速率越低.此外,随着晶体的生长,体系形成以{111}小平面为边界的锯齿形界面,生长平面与{111}小平面之间的夹角影响固液界面的形态,进而影响孪晶的形成.施加拉应变越大,此夹角越小,形成孪晶缺陷越多,结构越不规则.同时,体系中极大部分的位错与孪晶存在伴生关系,应变的施加可以抑制或促进位错的形核,合适的应变甚至可以使晶体无位错生长.本文从原子尺度上研究GaAs的微观结构演化,可为晶体生长理论提供理论指导.     

热处理温度对量子点粒度分布的影响

为了明确热处理温度对熔融法制备PbSe量子点玻璃材料的影响, 实验对比了核化时间、晶化温度、晶化时间对晶体大小、粒度分布和吸收光谱特性的影响. 在相同核化温度、不同晶化温度条件下, 各样品的透射电子显微镜图显示都有一定量的晶体形成, 但其晶化程度、尺寸大小及分布有明显不同. 通过计算晶体粒度分布定量地揭示出, 随着晶化温度的提高, 量子点晶体尺寸逐渐增大, 从而提高了晶体颗粒的浓度. 吸收光谱的测量也表明, 随着晶化温度的升高, 吸收峰从无到有不断增强且出现红移现象. 而当晶化温度较低时, 虽有晶体形成, 但无明显吸收峰, 主要是由于晶体尺寸较小, 浓度较低, 晶体颗粒的吸收峰被背景材料所掩盖. 研究结果可为制备具有一定浓度的不同尺寸的量子点晶体, 进而获得多个波段下较强的吸收和辐射的量子点玻璃提供一定的参考.     

原位红外光谱研究间规聚丙烯介晶相的相转变行为

聚合物的介晶相作为一种介于结晶和无定形之间的有序态结构[1],其相转变行为对于理解结晶过程具有重要的意义。间规聚丙烯(sPP)是一种典型的多晶型聚合物,不同的晶型中分子链采取不同的构象[2]。基于红外光谱对分子链构象的敏感性,本工作采用原位红外光谱研究了sPP介晶相在连续升温过程中的微观结构变化。通过对拉伸后的sPP薄膜进行应力松弛得到了高介晶相含量的sPP薄膜。红外光谱研究结果表明,介晶相在升温过程中经历了多次相转变过程。在20~40℃之间,介晶相和少量结晶完善程度低的formⅡ晶体发生部分熔融;在40~90℃范围内,未熔融的介晶相转变为formⅠ/Ⅱ,且在70~90℃之间,还存在formⅠ/Ⅱ的完善和无定形相向formⅠ/Ⅱ的转变,即无定形相的冷结晶过程。当温度高于90℃时,formⅠ/Ⅱ开始发生熔融。     

快速加压引起的硒熔体结晶行为

开展了在513,523,533 K温度下硒熔体的快速压致凝固实验,分析了不同保温时间即0,30,60 min对凝固晶体尺寸及形貌的影响.发现随着保温时间的延长,晶粒不断发生聚集生长,晶粒尺寸变大.通过与相同温度、压力条件下非晶硒、超细晶体硒粉等温结晶的样品对比,否定了快压凝固结构为非晶硒、非晶硒晶化为晶体硒的可能性,认为硒熔体快压凝固的结构为晶体硒,在保温过程中晶体颗粒在晶界处可以发生聚集生长.分析发现熔体快速压致凝固法不能得到非晶硒的原因在于实验条件下非晶硒为不稳定相,非晶硒的晶化温度随压力关系在2 GPa前后表现出不同的变化趋势,推测压力对过冷液态硒的微观结构有影响.     

高温高压下氮氢协同掺杂对{100}晶面生长宝石级金刚石的影响

在压力为5.5–6.2 GPa, 温度为1280–1450 ℃的条件下, 利用温度梯度法详细考察了氮氢协同掺杂对100晶面生长宝石级金刚石的影响. 实验结果表明伴随合成腔体内氮、氢浓度的升高, 合成条件明显升高, 金刚石生长V形区间上移; 晶体的红外光谱中与氮相关的吸收峰急剧增强, 氮含量可达2000 ppm, 同时位于2850 cm^-1和2920 cm^-1对应于 sp³杂化 C–H 键的对称伸缩振动和反对称伸缩振动的红外特征峰逐渐增强, 表明晶体中既有高的氮含量, 同时又含有氢. 对晶体进行电镜扫描发现, 氮氢协同掺杂对晶体形貌影响明显, 出现拉长的{111}面, 且晶体表面上有三角形生长纹理. 拉曼测试表明, 晶体的峰位向高频偏移、半峰宽变大, 说明氮、氢杂质的进入对晶体内部产生了应力. 本文成功地以{100}晶面为生长面合成出高氮含氢宝石级金刚石单晶, 在探究氮氢共存环境下金刚石生长特性的同时, 也可为理解天然金刚石的形成机理提供帮助.     

Cd1-x ZnxTe晶体退火条件的选择及Zn压对退火晶体质量的影响

采用传统Bridgman方法和加入accelerated crucible rotation technique的Bridgman(缩写为ACRT-B)方法生长的Cd1-xZnxTe(x=0.04)晶体中存在有点缺陷、位错、杂质和Te沉淀等缺陷.为了减少甚至消除这些缺陷,必须将生长后的CdZnTe晶片在Cd气氛下退火.从Cd-Te和Cd0.96Zn0.04Te的P-T相图出发,详细讨论了CdZnTe晶体的气-固平衡条件,并以此为依据选择退火条件,对ACRT-B法生长的Cd0.96Zn0.04Te晶体进行了退火实验研究.实验结果表明,气氛中的Zn压在一定程度内高于平衡压力有利于晶体中多余Te向晶体表面扩散,即有利于消除Te沉淀.但过高的Zn压会使晶体表面成分偏离原始的化学配比.此时,晶体表面与气氛强烈的原子交换,将造成严重的表面损伤,形成一层结晶质量很差的表面层.同时,Zn原子向晶内的扩散,抑制了退火过程中晶内杂质向晶体表面的扩散.因此,在较低的Zn压下退火(但仍处于气-固平衡范围内),能排除晶内杂质.通过仔细研究不同条件下退火后晶片的结晶质量和断面成分分布,可以认为CdZnTe晶体的退火可分为去沉淀相退火、去杂质退火和均匀化退火几种,最佳的退火工艺应是多步骤、多阶段的组合退火工艺.     

带电胶体粒子结晶过程的实验研究

利用带电单分散聚苯乙烯胶体粒子，通过自组装机理，制备了体积百分比为4.8%的具有多晶结构的胶体晶体，并用Kossel衍射技术和紫外可见分光光度计分别对晶体的生长过程进行了监测.通过对Kossel的图像分析检测不同阶段相应的晶格结构，发现胶体结晶过程晶体结构演变顺序为由液态—随机层结构—堆无序结构—面心立方孪晶结构到面心立方结构.定量地确定了结晶过程中晶体不同晶面的晶面间距和晶体的晶格常数，通过紫外可见分光光度计测量的晶体透射谱图，计算得到111晶面的晶面间距和晶体的晶格常数，与用Kossel衍射技术得到的结果相一致，还发现随样品放置时间的延长，衰减峰变窄和加深，并向短波方向移动，对应着晶体的晶格常数减小的现象. 关键词： 胶体晶体 自组织 Kossel环 聚苯乙烯粒子     

红外热成像法研究电路板热分布特性

介绍了一种红外热成像处理技术,以及利用这种红外热成像处理系统研究通电电路板的热平衡分布特性。     

高压下聚酰胺-6结晶行为的研究

 用自制高压装置，对聚酰胺-6（PA6）在常压至1.2 GPa压力下熔体的结晶行为进行了研究。通过差示扫描量热（DSC）、宽角x射线衍射（WAXD）以及扫描电子显微镜（SEM）分析发现，在特定高压条件下，生成了含伸直链晶体、结构规整的PA6材料。     

羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构影响的光谱研究

通过圆二色谱(CD)及傅里叶变换红外光谱及退卷积、曲线拟合等技术研究了羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构的影响.CD谱结果表明,在纯的牛血清白蛋白中,α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规则卷曲等4种结构的含量分别为56.8%,5.8%,14.1%,23.9%;而在羟基磷灰石/牛血清白蛋白溶液中,4种结构的含量分别为25.4%,25.0%,20.0%和29.7%,红外光谱结果与其一致.由此可以看出,晶体的形成使牛血清白蛋白的α-螺旋结构含量减少,β-折叠结构含量增多,且随着反应时间的进行α-螺旋结构减少越来越明显,β-折叠结构增加越来越多,表明在溶液中部分α-螺旋结构转变为β-折叠结构.文章对这种变化的本质进行了初步探讨.     

液晶光闸在火灾探测中的应用

实验发现,液晶片在不透光状态下仍能透过红外光;正常使用条件下的黑白ＣＣＤ摄像机对近红外光也有响应。将液晶片放置在摄像机前就能获得具有强烈近红外光的火焰图像,通过对红外图像的处理,即可识别真假火灾,达到火灾探测的目的。     

压力对非晶铜形成影响的分子动力学模拟

用分子动力学模拟法研究了Cu熔体在冷却过程中形成非晶的能力. 结果表明，压力使Cu熔体在冷却过程中形成晶体的倾向增加. 高压下冷却形成的Cu非晶中含有较多的晶态原子团，有序度较高.     

Chemical vapor deposition synthesis of Ge doped ZnO nanowires and the optical property investigation

Ge-doped ZnO nanowires with high quality were prepared with simple chemical vapor deposition method. The morphology, crystal structure and elemental distribution were characterized using SEM (scanning electron microscopy), HRTEM (high resolution transmission electron microscopy) and EDS (energy dispersive spectrometry) mapping approaches. The optical properties were investigated with combination of room-temperature CL (cathode ray luminescence) and variable temperature micro-PL methods. It is found for the first time that a tapered Ge doped nanowire exhibits a thickness-dependent spectrum shift under a cathode-ray excitation, which was interpreted by the electron-lattice interaction model and the band-filling effect of semiconductors. The exciting power dependent emission spectra (lux-luminescent characteristics) at varied temperatures reveal a varied radiative recombination mechanism. At 83 K, free excitons contribute to the emission spectrum, while at 300 K while at 300 K multi-levels related non-radiative transition process largely contributed. The optical property indicates an excellent crystallization of the nanowires with a small amount of defects.     

锌添加对大尺寸金刚石生长的影响

利用温度梯度法,在6.2—6.4 GPa,1270—1400℃条件下,通过在NiMnCo-C体系中添加不同比例的锌粉成功合成出3 mm左右的大尺寸金刚石单晶.研究了锌添加对金刚石颜色、形貌、内部氮杂质以及晶体结晶度的影响.结果表明:随着锌添加量逐渐增加,晶体的颜色逐渐变浅,晶体的透光性增强;当锌添加比例达到3 wt.%时,晶体表面出现大量不规则的凹坑;晶体内氮杂质主要以C心形式存在,随着锌添加量的增多晶体内氮含量逐渐降低,基于锌的除氮能力总结出两种可能的除氮机制;拉曼光谱测试结果表明,在锌添加量小于3.0 wt.%的研究范围内,锌的添加有利于提高晶体的结晶度.本研究不仅有助于天然金刚石形成机制的探究,而且对丰富金刚石的种类以及扩展人工合成金刚石的应用领域都有着重要意义.     

Mechanical relaxation of single crystal mats of polyethylene in a crystalline dispersion region

Stress-relaxation measurements have been conducted over the temperature range 15°–105°C on mats of single crystals of two linear polyethylene fractions. The single crystals were grown isothermally at several different temperatures. The relaxation modulus was observed to be strain dependent, indicating that the single crystal mats exhibited nonlinearity.

In spite of this appearance of nonlinearity, it was found possible, when the relaxation modulus was extrapolated to zero strain by an appropriate method, to obtain correct relaxation spectra for the mats of single crystals prepared by isothermal crystallization. This spectrum was then used to calculate the dynamic viscoelastic functions and, for the unannealed sample crystallized at 80°C, good agreement was found between experimental results and calculated ones. Two annealed samples showed multiple absorptions and, under these circumstances, strict application of the method of reduced variables for time and temperature was impractical.

The effect of molecular weight on the intensity of the relaxation spectrum was investigated. It was found that the single crystal with the higher molecular weight showed an increased spectrum intensity.

Observations were also made of the effect of increased lamellar thickness on both the relaxation spectra and the dynamic complex moduli and the results obtained on the fractions studied were compared with prior studies in whole polymer.     

Crystallization Kinetics of Linear and Long‐Chain Branched Polypropylene

Isothermal crystallization kinetics of linear polypropylene (PP) and long‐chain branched (LCB) PPs were investigated on the basis of the Avrami theory. The Avrami exponents of LCB PPs are smaller than that of linear PP; moreover, they decrease with an increasing LCB level. The crystallization half‐time of LCB PP depends more strongly on the crystallization temperature than does that of linear PP. The Lauritzen‐Hoffman theory was used to study the effect of LCB on the crystal growth rate of PP. The fold surface free energy of LCB PP is lower than that of linear PP; moreover, it decreases with an increasing LCB level. However, when the LCB level is over a certain value, the fold surface free energy increases again. Furthermore, the crystal structures of linear PP and LCB PPs were studied by wide‐angle X‐ray diffraction (WAXD); it was observed that linear PP can crystallize in the α and β forms, while LCB PPs have only the α crystalline form. Moreover, the relative intensities of different α peaks were also influenced by the LCB level.