SAXS与GISAXS在若干材料上的应用研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xjtcfx
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近年来,借用SAXS和GISAXS方法来研究纳米材料已经引起了许多相关科学工作者们的浓厚兴趣。本论文的主要工作是在北京同步辐射实验室1W2A小角散射试验站完成的。应用SAXS和GISAXS方法系统地研究了材料中纳米粒子的形状,尺寸,分布等结构信息。   具体内容包括:   (1)SAXS研究了红松、美国松,白蜡木三种木材的微结构随水含量的变化。通过对散射数据的模拟和分析,获得了木材中纳米粒子的尺寸,分形等微结构信息。三个样品的吸水过程具有两个阶段:润湿和膨胀。回转半径的分布表明三个样品中的纳米结构主要由基本原纤维ECF和孔洞和纤维素原纤维聚集体组成。对于ECF,其粒子尺寸在吸水过程中保持不变,和水分子之间没有明显的相互作用。孔洞和纤维素原纤维聚集体尺寸的改变联系着木材的膨胀行为。软木(红松、美国松)和硬木(白蜡木)之间展现了不同的纳米结构演化。   (2)对生长有Co或Co/Cu多层纳米线的阳极氧化铝模板进行了GISAXS和SAXS实验。纳米线间的六角排列结构在GISAXS图像中得到了明显的体现。应用IsGISAXS程序进行模拟,获得更多的结构信息。GIUSAXS实验展现了Co/Cu多层纳米线的层状结构信息。   (3)GISAXS研究在Ni或Cu表面上Ga薄膜随温度升高的氧化过程,其GISAXS图像发生了显著的变化。液镓在Ni金属层上的升温过程中,散射强度出现了振荡现象,其原因需要进一步讨论。镓在Cu金属层上的升温过程中,散射强度中出现了两个不同的降低阶段,原因可能是与不同温度时原子的扩散能力有关,也可能是由于氧化镓和CuGa2之间出现了一种共存和竞争机制。   通过以上实验研究,加深了SAXS和GISAXS方法在纳米材料微结构研究中优点和局限性的认识。
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