本书系统介绍了高分子材料的凝聚态结构表征方法,旨在为读者提供全面、深入的高分子材料结构表征知识,帮助读者理解高分子材料的微观结构与宏观性能之间的内在联系,从而为材料的设计、制备与改性提供理论依据和技术支持。书中的内容涵盖了多种高分子材料的凝聚态结构表征方法,涉及原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、透射X射线散射、共振软/韧X射线散射、掠入射X射线散射、中子散射等先进的表征方法,并结合具体实例进行深入分析。
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2006年9月-2010年7月,武汉工程大学,高分子材料与工程,工学学士
2010年9月-2015年7月,中国科学院化学研究所,高分子化学与物理,理学博士2015年8月-2018年6月,美国北卡罗来纳州立大学,博士后
2018年7月-2019年9月,美国北卡罗来纳州立大学,研究助理教授、研究生导师
2019年10月-至今,天津大学,英才教授、博士生导师
2020年入选国家级青年人才、2023年获得天津市杰出青年科学基金高分子材料迄今为止以第一作者/通讯作者在Nature Mater., Joule, Adv. Mater., Mater. Today, Acc. Chem. Res., Angew. Chem. Int. Ed., Energy Environ. Sci., Matter, Aggregate等影响因子>10的SCI期刊论文有100篇。全部论文SCI引用总次数超过20000次,H因子为73。其中,ESI高被引论文或热点论文>30篇,中国百篇最具影响国际学术论文4篇。2024年1月-至今,中国散裂中子源课题评审专家
2024年1月-至今,北京同步辐射装置课题评审专家
2024年3月-至今,《Chinese Journal of Chemistry》期刊 编委
2024年1月-至今,《Aggregate》期刊 青年编委
2022年2月-至今, 香港研究资助局基金 评审专家
2022年7月-至今,《物理化学学报》期刊 青年编委
2022年1月-至今,《Chinese Chemical Letters》期刊 青年编委会委员
2021年3月-至今,《InfoMat》期刊 青年编委
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 高分子材料的结构层次 1
1.2 高分子材料的凝聚态结构 3
1.2.1 晶态结构 4
1.2.2 非晶态结构 6
1.2.3 液晶态结构 10
1.2.4 取向态结构 10
1.3 凝聚态结构表征方法概述 12
1.3.1 显微表征方法 12
1.3.2 散射表征方法 13
1.4 本章小结 15
参考文献 16
第2章 高分子材料的原子力显微表征方法 18
2.1 原子力显微表征基础 19
2.1.1 发展概述 19
2.1.2 工作原理 20
2.1.3 仪器校准 21
2.1.4 针尖校准 22
2.1.5 相互作用力 23
2.2 成像模式 26
2.2.1 接触模式 26
2.2.2 动态模式 27
2.2.3 非接触模式 28
2.2.4 峰值力轻敲模式 29
2.3 常规原子力显微表征 31
2.3.1 样品制备 31
2.3.2 实验方法 32
2.3.3 数据解析 33
2.3.4 表征示例 35
2.4 先进原子力显微表征 39
2.4.1 开尔文探针力显微镜 40
2.4.2 红外原子力显微镜 44
2.4.3 静电力显微镜 51
2.5 本章小结 53
参考文献 53
第3章 高分子材料的扫描电子显微表征方法 56
3.1 扫描电子显微表征基础 57
3.1.1 发展概述 57
3.1.2 结构组成 58
3.1.3 成像原理 60
3.1.4 分辨率和放大倍数 62
3.2 常规扫描电子显微表征 63
3.2.1 样品制备 64
3.2.2 参数选择 64
3.2.3 操作事项 66
3.2.4 表征示例 67
3.3 先进扫描电子显微表征 70
3.3.1 扫描透射电子显微镜 70
3.3.2 X射线能谱分析 71
3.3.3 低温扫描电子显微镜 73
3.3.4 环境扫描电子显微镜 74
3.4 本章小结 75
参考文献 76
第4章 高分子材料的透射电子显微表征方法 77
4.1 透射电子显微表征基础 77
4.1.1 发展概述 78
4.1.2 基本原理 79
4.1.3 结构组成 82
4.1.4 分辨率 86
4.2 常规透射电子显微表征 89
4.2.1 样品制备 89
4.2.2 数据解析 91
4.2.3 表征示例 93
4.3 先进透射电子显微表征 95
4.3.1 冷冻透射电子显微镜 95
4.3.2 高分辨透射电子显微镜 98
4.3.3 能量过滤透射电子显微镜 102
4.4 电镜的“卡脖子”问题 105
4.5 本章小结 106
参考文献 107
第5章 高分子材料的透射X射线散射表征方法 109
5.1 透射X射线散射基础 109
5.1.1 X射线的产生及其性质 109
5.1.2 X射线谱 110
5.1.3 X射线吸收 113
5.2 广角/小角X射线散射 115
5.2.1 基本原理 115
5.2.2 实验方法及数据解析 120
5.2.3 表征示例 126
5.3 共振软X射线散射 133
5.3.1 基本原理 133
5.3.2 实验方法及数据解析 135
5.3.3 表征示例 139
5.4 共振韧X射线散射 147
5.4.1 基本原理 149
5.4.2 实验方法及数据解析 151
5.4.3 表征示例 152
5.5 本章小结 155
参考文献 156
第6章 高分子材料的掠入射X射线散射表征方法 159
6.1 掠入射X射线散射基础 159
6.2 掠入射X射线衍射 162
6.2.1 基本原理 162
6.2.2 实验方法 165
6.2.3 表征示例及数据解析 166
6.3 掠入射小角X射线散射 170
6.3.1 基本原理 170
6.3.2 实验方法 172
6.3.3 表征示例及数据解析 173
6.4 掠入射广角X射线散射 180
6.4.1 基本原理 180
6.4.2 实验方法 182
6.4.3 表征示例及数据解析 183
6.5 本章小结 189
参考文献 190
第7章 高分子材料的中子散射表征方法 191
7.1 中子散射表征基础 192
7.1.1 中子散射技术的发展简史 192
7.1.2 中子的基本性质 193
7.1.3 中子散射技术的特点 194
7.1.4 中子源简介 196
7.1.5 中子散射方法概述 198
7.2 小角中子散射 199
7.2.1 理论基础 199
7.2.2 实验方法 200
7.2.3 数据解析 201
7.2.4 表征示例 204
7.3 其他中子散射表征 215
7.3.1 中子反射 215
7.3.2 掠入射小角中子散射 219
7.3.3 准弹性中子散射 223
7.4 本章小结 225
参考文献 226
关键词索引 230