以一系列高温结晶后自然冷却的高密度聚乙烯(HDPE)为研究对象,利用同步辐射超小角X射线散射(USAXS)和示差扫描量热技术(DSC)对样品的微观结构进行了分析,并在线研究了单轴拉伸过程中的空洞化行为.结果表明,结晶温度高于110 ℃C后自然冷却到室温的样品中存在热稳定性不同的两组片晶,等温过程形成结构完善的厚片晶,而在冷却过程会形成有缺陷的薄片晶,两组片晶的熔点分别在133和110℃C附近.在30℃C拉伸时,所有样品都可观察到空洞化并伴随发白现象.并且,等温结晶中形成片晶厚度越大的样品,相应的空洞化现象越明显.在拉伸过程中,空洞出现在屈服点附近,其法向方向平行于拉伸方向,后随应变的增加发生转向,法向方向与拉伸方向垂直.样品中空穴的长度为900～1200nm.另一方面,随着冷却过程生成薄片晶比例的增加,空洞化趋势下降.此外,提高拉伸温度,样品更倾向发生塑性形变,空洞化程度减弱.