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同步辐射及其在无机材料中的应用进展
刘云鹏, 盛伟繁, 吴忠华
无机材料学报    2021, 36 (9): 901-918.   DOI:10.15541/jim20200703
摘要   (1696 HTML95 PDF(pc) (25262KB)(2589)  

同步辐射是环形加速器中做循环运动的高速电子在经过弯转磁铁时, 沿电子轨道切线方向发射的电磁辐射。作为一类平台型科技基础设施, 同步辐射光源对无机材料的研究和发展起到了重要支撑作用。同步辐射实验技术已经成为现代科学技术不可或缺的研究手段, 无机材料研究是同步辐射技术的主要应用领域之一。相对于用于材料研究的常规光源来说, 同步辐射技术研究无机材料有以下优势: 1)获取的数据质量更高; 2)空间分辨和时间分辨的能力更强; 3)原位和材料服役环境更易模拟; 4)多尺度、多方面、多种类的结构信息同步获取; 5)探测新的结构特性更有可能。同步辐射实验技术有助于解决无机材料领域中的一些关键科学问题, 从而极大地推动了无机材料的研究进展。本文首先简要介绍了同步辐射光源的现状, 以及国内现有三个同步辐射装置: 北京同步辐射装置(Beijing Synchrotron Radiation Facility, BSRF)、上海同步辐射装置(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)和国家同步辐射实验室(National Synchrotron Radiation Laboratory, NSRL)。然后, 从X射线衍射、散射、谱学、成像等四个方面, 列举了同步辐射技术在无机材料研究中的应用实例。最后, 对同步辐射光源和结构表征技术及其在无机材料中的应用进行了总结与展望。



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图8 原位SAXS技术研究悬浮的外加电场诱导的Na2Ti3O7纳米纤维的取向行为[47]
正文中引用本图/表的段落
SAXS技术常用于表征无机纳米材料纳米尺寸的颗粒大小与分布, 在生物蛋白等单分散体系的应用方面主要是颗粒形状的获取。SAXS技术的另一个应用是探测各向异性纳米颗粒的空间取向分布。王佳怡等[47]利用原位SAXS技术研究了硅油悬浮液中Na2Ti3O7无机纳米纤维在外加电场作用下的取向变化, 获取了不同浓度下纳米纤维取向度随外加电场强度的变化, 如图8所示。悬浮液中纳米纤维取向度随电场和浓度的变化可以用一个经验公式来描述。将无机纳米颗粒均匀分散在介电液体中形成的悬浮液有可能成为性能优异的电流变液材料并具有潜在的应用前景, 因而研究分散的无机纳米颗粒在外部电场影响下的响应行为, 比如分散相颗粒的团聚、结构相变、取向变化等, 有望为揭示电流变液微观结构响应机制和力学性能的理论预测提供新的线索, 为电流变液在智能控制领域的发展奠定理论基础。
(a) Comparison between the experimental SAXS intensities (symbols) and the simulated ones (solid lines); (b) Normalized particle-volume distribution P(R) extracted from the SAXS data; (c) Schematic map of the formation mechanism of noncrystalline Ni-P nanoparticles ...
Small-angle X-ray scattering study on the orientation of suspended sodium titanate nanofiber induced by applied electric field
3
2019
... SAXS技术常用于表征无机纳米材料纳米尺寸的颗粒大小与分布, 在生物蛋白等单分散体系的应用方面主要是颗粒形状的获取.SAXS技术的另一个应用是探测各向异性纳米颗粒的空间取向分布.王佳怡等[47]利用原位SAXS技术研究了硅油悬浮液中Na2Ti3O7无机纳米纤维在外加电场作用下的取向变化, 获取了不同浓度下纳米纤维取向度随外加电场强度的变化, 如图8所示.悬浮液中纳米纤维取向度随电场和浓度的变化可以用一个经验公式来描述.将无机纳米颗粒均匀分散在介电液体中形成的悬浮液有可能成为性能优异的电流变液材料并具有潜在的应用前景, 因而研究分散的无机纳米颗粒在外部电场影响下的响应行为, 比如分散相颗粒的团聚、结构相变、取向变化等, 有望为揭示电流变液微观结构响应机制和力学性能的理论预测提供新的线索, 为电流变液在智能控制领域的发展奠定理论基础. ...

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