材料研究方法与实验_1概论.pdf

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1、材料研究方法与实验华东理工大学材料学院卢红133118721691.绪论1.1主要学习对象及其方法1.2研究方法的分类要解决的问题？弄清材料结构与性能的关系Cl聚氯乙烯（PVC）[CH2CH]n氯乙烯单元的结构赋予氯乙烯单元的结构赋予PVCPVC•耐候性•电绝缘性•难燃性•耐磨性•抗化学腐蚀性•气体水汽低渗透性Cl聚氯乙烯（PVC）[CH2CH]n极性C－Cl键PVC树脂坚硬，100°C开始分解脱出HCl，受力极易脆裂PVC热稳定性、加工性极差加抗冲改性剂、增塑剂加热稳定剂、加工助剂塑料门窗、管

2、道、板、膜等材料的结构决定着材料的性能结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构键接方式空间立构顺反立构分子链的构型对聚合物性能的影响：ò全同立构和间同立构聚合物容易结晶

3、，具有较好性能，其硬度、相对密度、软化温度及熔点都较高。如全同聚丙烯容易结晶，熔点为165°C。ò无规立构聚合物不易结晶，性能较差，易软化。如无规聚丙烯软化温度为80°C，无实用价值。结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构支化与交联键接序列结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构

4、高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构一次结构表征结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列常用表征方法常用表征方法::红外光谱鉴定主链结构、化学反应、取向、结晶等核磁共振研究结构单元的化学组成、键接方式、空间立构，聚集态结构等结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构（二）二次

5、结构表征高分子链尺寸二次结构（分子量、均方旋转半径、均方末端距）高分子链形态（链构象、柔顺性和刚性）常用表征方法常用表征方法::凝胶渗透色谱测定平均分子量及分布毛细管粘度计测定粘均分子量激光光散射测定重均分子量的绝对方法、均方旋转半径，分子链构象及转变结构单元化学组成结构单元键接方式一次结构结构单元空间立构支化与交联结构单元键接序列链结构结构高分子链尺寸二次结构高分子链形态高聚物结构非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构多相结构聚集态结构研究方法非晶态结构晶态结构聚集态结构液晶结构取向结构

6、多相结构常用表征方法常用表征方法::热分析测定热转变温度及各种热效应X射线衍射分析晶型、晶体结构、有规立构，测结晶度电子显微镜观察晶体形貌、多相结构、晶格与缺陷主要内容：红外光谱电磁波吸收分析紫外光谱核磁共振波谱差热分析差示扫描量热分析热分析热重分析动态机械分析扫描电子显微镜电子显微分析透射电子显微镜色谱分析质谱建立良好的学习方法1.掌握基本原理，得其精髓。2.记住特殊标志性波谱，掌握变化规律。3.在实践中加强学习、应用。2.电磁波吸收分析法2.1电磁波吸收分析法的定义2.2电磁波波谱及对应的物

7、理现象2.3物质分子内部运动及其能级2.4电磁波吸收分析法的基本原理及分类电磁波吸收分析法定义物质在电磁波的照射下，引起分子内部的某种运动，从而吸收或散射某种波长的光，将入射光强度的变化或散射光的信号记录下来，得到一张信号强度与光的波长、波数或散射角的关系图，用于物质结构、组成及化学变化的分析2.电磁波吸收分析法2.1电磁波吸收分析法的定义2.2电磁波波谱及对应的物理现象2.3物质分子内部运动及其能级2.4电磁波吸收分析法的基本原理及分类1.电磁波的波谱电磁波的波粒二象性：它既是波，又是粒子波：

8、波长λ（m,μm,nm等），频率ν（Hz,s-1）10ν=c/λc:光速，3×10cm/s粒子：电磁波由光子组成，光子的能量E是非连续的，即量子化的E=hνh:普朗克常数，6.624×10-34J·s电磁波波谱电磁波波长能量（kcal/mol）x射线10-50nm>300紫外光50-400nm300-40可见光400-800nm红外光800nm-1mm35-0.1微波1-100mm10-4无线电波100mm-1m10-62.电磁波吸收分析法2.1电磁波吸收分析法的定义2.2电磁波波谱及对应的物理