晶态聚合物结构和X射线衍射PDF电子书下载

第一章 聚合物X射线晶体学基础 1

1.1 晶体 1

1.2 高分子晶体的特点 2

1.2.1 晶胞由链段构成 2

1.2.2 折叠链 5

1.2.3 高分子晶体的晶胞结构重复单元 5

1.2.4 结晶不完善 5

1.2.5 结构的复杂性及多重性 5

1.2.6 聚合物晶体的空间群 6

1.3 晶胞和点阵 6

1.3.1 晶胞 6

1.3.2 点阵 7

1.3.3 点阵点、直线点阵及平面点阵指标 8

1.4 晶体对称性，晶系，晶体空间点阵形式 9

1.4.1 晶体对称性 9

1.4.2 晶系 13

1.4.3 平面间距(晶面间距) 14

1.4.4 晶体空间点阵形式 14

1.5 点群 17

1.6 空间群 21

1.6.1 空间群及其推导举例 21

1.6.2 空间群描述 30

习题 35

参考文献 35

第二章 晶态聚合物 36

2.1 高分子链的组成、构筑、构型及构象 36

2.2 高分子结晶过程 44

2.3 外场诱变下聚合物结晶及结构 48

2.3.1 重力场对聚合物形成影响研究概况 48

2.3.2 应力、热、溶剂诱变下聚合物的结构变化 58

2.3.3 聚合物高压结晶 75

2.4 晶态聚合物结构 75

2.4.1 晶态高分子链的基本堆砌 75

2.4.2 某些典型聚合物的晶体结构 80

习题 122

参考文献 123

第三章 X射线物理基础 125

3.1 X射线产生及其性质 125

3.2 X射线谱 126

3.2.1 具有连续波长成分的连续X射线(或称“白色”X射线) 127

3.2.2 特征X射线 127

3.3 X射线吸收 128

3.4 X射线安全防护 130

3.5 X射线源 131

习题 131

第四章 聚合物X射线衍射 132

4.1 原理 132

4.2 X射线衍射强度 132

4.2.1 衍射强度公式 132

4.2.2 结构因子Fhkl及其计算 133

4.2.3 Ihkl的计算 135

4.3 几个重要方程 136

4.3.1 Bragg方程 136

4.3.2 Polyanyi方程 137

4.3.3 Laue方程 138

4.4 倒易点阵 139

4.4.1 倒易点阵概念及其与正点阵关系 139

4.4.2 倒易点阵的应用 142

习题 145

第五章 实验方法 146

5.1 照相法 146

5.1.1 平面底片法 146

5.1.2 圆筒底片法(回转晶体法) 148

5.1.3 德拜-谢乐法 150

5.2 衍射仪法 152

习题 154

第六章 高聚物X射线衍射图分类 156

6.1 回转图(纤维图) 156

6.2 粉末衍射图 156

6.2.1 照相法 157

6.2.2 衍射仪法 161

习题 163

第七章 高聚物材料结构鉴定 164

7.1 高聚物晶型及有规立构的分析鉴定 164

7.2 高聚物物相鉴定分析 167

7.3 高聚物材料中各种添加剂的剖析 170

习题 170

第八章 多晶法测定聚合物晶体结构 171

8.1 聚合物晶体衍射特点 171

8.2 聚合物晶体结构分析方法 171

8.2.1 圆筒底片法 172

8.2.2 单胞内化学结构重复单元的确定 173

8.2.3 单胞内原子位置的确定 174

习题 180

第九章 聚合物材料结晶度 181

9.1 结晶聚合物结构模型 181

9.1.1 樱状胶束模型 181

9.1.2 插线板模型 181

9.1.3 结晶-非晶中间层 182

9.2 结晶度概念 183

9.3 几种常用方法 183

9.3.1 X射线衍射 183

9.3.2 量热法 184

9.3.3 密度测量 185

9.3.4 红外光谱方法 186

9.4 X射线衍射方法 186

9.4.1 作图法 187

9.4.2 Ruland方法 194

9.4.3 X射线衍射曲线拟合分峰计算法 198

9.4.4 回归线法 200

习题 202

参考文献(第三至九章) 203

第十章 聚合物材料取向度 205

10.1 引言 205

10.2 单轴取向 207

10.2.1 Stein正交晶系单轴取向模型 207

10.2.2 Wilchinsky非正交晶系单轴取向模型 211

10.3 算例 213

10.3.1 聚乙烯(PE) 213

10.3.2 聚丙烯腈(PAN) 214

10.3.3 等规立构聚丙烯(i-PP) 214

10.3.4 聚(4-甲基-1-戊烯) 215

10.4 双轴取向 215

10.5 取向非晶态聚合物材料的结构分析 222

10.5.1 取向非晶态聚合物材料取向态结构分析的ODF方法 223

10.5.2 取向非晶态聚合物材料取向态结构分析的CDF方法 224

习题 225

参考文献 225

第十一章 聚合物材料微晶尺寸和点阵畸变 227

11.1 引言 227

11.2 近似函数法 228

11.2.1 Scherrer法 228

11.2.2 Wilson法 229

11.2.3 Stokes法 232

11.2.4 Voigt积分宽度法 232

11.3 Warren-Averbach Fourier分析法 236

11.4 Fourier单线分析法 242

11.5 Hosemann次晶模型法 244

11.6 方差函数法 245

11.6.1 Wilson方差法 245

11.6.2 方差范围函数(二次矩)法 247

11.7 四次矩法 249

11.8 几点说明 250

习题 251

参考文献 251

第十二章 聚合物材料小角X射线散射 253

12.1 引言 253

12.2 SAXS仪及散射原理 254

12.2.1 SAXS仪 254

12.2.2 单粒子散射 256

12.3 产生小角散射的体系 257

12.4 小角散射强度公式 258

12.4.1 粒子形状相同大小均一的稀薄体系 258

12.4.2 粒子形状相同大小不均一的稀薄体系 264

12.4.3 粒子形状相同大小均一的稠密体系 267

12.4.4 稠密不均匀粒子体系 272

12.4.5 取向粒子体系的散射 273

12.4.6 任意体系的散射 276

12.4.7 互补体系散射的互易性 277

12.5 SAXS的数据处理 278

12.5.1 样品厚度及大小 278

12.5.2 SAXS强度数据的前处理 279

12.5.3 SAXS绝对强度的计算 286

12.6 Guinier作图法 289

12.7 微孔大小的测定 290

12.7.1 Fankuchen逐次切线法 290

12.7.2 结晶粒子形状和尺寸测定 292

12.8 SAXS图——长周期及散射花样 296

12.9 一维电子密度相关函数(EDCF)法 300

12.9.1 Strobl方法 300

12.9.2 Vonk方法 303

12.10 距离分布函数 304

12.11 两相体系边界层厚度——Porod关系 307

12.11.1 引言 307

12.11.2 Porod规律的负偏离修正 308

12.11.3 Porod规律的正偏离修正 309

12.12 两相体系平均切割长度和比表面积的计算 309

12.12.1 Porod方法计算两相体系平均切割长度 309

12.12.2 Stein方法计算两相体系平均切割长度 310

12.12.3 比表面积(S/V)的计算 311

12.13 分形维数 313

12.14 小角中子散射(SANS) 316

12.14.1 中子源及SANS原理 316

12.14.2 SANS仪 319

12.14.3 SANS特点 319

12.14.4 SANS在聚合物结构分析中的应用 320

12.15 聚合物材料结晶过程的结晶能量计算 321

12.15.1 预成核能(或称结晶成核激活能)Ec 321

12.15.2 结晶成核能En 322

12.15.3 晶核生长能Eg 322

习题 323

参考文献 323

第十三章 非晶态聚合物材料X射线散射 325

13.1 非晶态聚合物 325

13.2 普适X射线散射强度方程 327

13.3 非晶态材料径向分布函数(RDF) 329

13.3.1 单种原子非晶态材料径向分布函数 329

13.3.2 多种原子非晶态材料径向分布函数 331

13.4 非晶态材料的X射线散射实验方法 336

13.4.1 实验要求 336

13.4.2 X射线散射实验 337

13.5 X射线散射强度的数据处理 338

13.5.1 空气散射强度(Iair)、多重散射强度(Ims)和荧光辐射 338

13.5.2 偏振(P)和吸收(A)校正 339

13.5.3 非相干(Compton)散射(Iin) 340

13.5.4 样品散射强度的归一化 340

13.6 非晶态聚合物材料结构参数的计算 342

13.7 非晶态聚合物材料径向分布函数的计算示例 345

习题 349

参考文献 349

第十四章 聚合物材料掠入射X射线衍射 350

14.1 引言 350

14.2 掠入射衍射几何分类及其特点 351

14.2.1 掠入射衍射几何分类 351

14.2.2 掠入射衍射特点 352

14.3 掠入射X射线衍射仪及实验方法简介 352

14.3.1 掠入射X射线衍射仪 352

14.3.2 掠入射X射线衍射实验方法简介 353

14.4 掠入射X射线衍射基本原理 354

14.4.1 掠入射X射线衍射全反射 354

14.4.2 反射系数和透射系数 357

14.4.3 X射线穿透深度 360

14.5 多层膜系统 361

14.5.1 双层膜系统 361

14.5.2 多层膜系统 363

14.6 粗糙度 364

习题 366

参考文献 366

附录1 聚合物晶体学数据 368

附录2 Ag，Mo，Cu，Co和Fe靶在不同衍射角［2θ/(°)］下的面间距d值(？) 421

附录3 基本物理常数 423

附录4 晶面间距和单胞体积 424

附录5 主族元素间化学键的键长 425

附录6 多原子分子的键长与键角 427