Нейтронные исследования структурно-динамических свойств полимерных систем с фуллеренами и наночастицами

• Автор: Лебедев, Василий Тимофеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 342 с. : ил.

Оглавление

Принятые сокращения и обозначения.

Введение

Глава 1. Нейтроны рассеяние в конденсированных средах.

1.1. Взаимодействие тепловых и холодных нейтронов с веществом

1.2. Поляризационный анализ ядерного рассеяния.

1.3. Дифрактометрия надатомного разрешения.

1.4. Нейтронное спинэхо.

1.4.1. Принцип спинэхо

1.4.2. Спинэхо с модуляцией спектра.

1.5. Спинэхо спектрометр ПИЯФ.

1.6. Фурьеметоды анализа структуры и динамики
наноскопических систем.
Глава 2. Ближний порядок и релаксационные процессы в полимерах
2.1. Макромолекулы возможности исследования
нейтронными методами.
2.2. Релаксационные переходы в сетчатых полимерах
2.3. Сетчатые полимеры структура и термокинетические свойства.
. 2.4. Эволюция структуры сетчатых полимеров с ростом плотности сетки
2.5. Структура набухших сетчатых сополимеров.
Глава 3. Фуллеренсбдержащие полимерные комплексы.
3.1. Фуллерены структура и свойства
3.2. Молекулярные комплексы
3.3. Взаимодействие фуллеренов в растворе
3.4. Исследование кластеризации фуллерена Сбо в растворах методами рассеяния нейтронов.
3.5. Водорастворимые бинарные комплексы полиУвинилпирролидона.
3.6. Тройные комплексы ФуллеренПорфиринПолимер
3.7. Динамика фуллеренполимерных комплексов в водных растворах
3.8. Комплексы поли2,6диметилфениленоксида
с фуллеренами С6о и С7о
Глава 4. Ковалентные соединения фуллеренполимер.
4.1. Звездообразные макромолекулы
4.2. Структура растворов звездообразного полиМвинилпирролидона
4.3. Звездообразный полиэтиленоксид с Сбоцентром
4.4. Структура звездообразных макромолекул на основе полистирола
4.5. Динамика звездообразных полимеров.
4.6. Суперструктуры звездообразных макромолекул в растворах
Глава 5. Феррожидкости и феррогели.
5.1. Особенности физических свойств феррожидкостей.
5.2. Структурирование феррожидкостей в магнитных полях.
5.3. Структура и магнитные свойства феррожидкостей по данным рассеяния нейтронов
5.3.1. Корреляции частиц в невозмущенной полем феррожидкости.
5.3.2. Кинетика намагничивания и магнитная релаксация
в объеме и приповерхностных слоях феррожидкости
5.3.3. Динамика феррожидкости в магнитном поле.
5.3.4. Феррожидкости с низкой температурой Кюри магнитной фазы.
5.3.5. Изотопное замещение магнитных элементов в феррожидкости.
5.4. Магнитные гидрогели.
5.4.1. Структура феррогелей, синтезированных в магнитном поле
5.4.2. Упорядочение магнитной фазы феррогелей в магнитном поле.
5.4.3. Динамика наночастиц в феррогелях
Заключение.
Литература


Например, при ядерной спиновой некогерентности Ы8Есигнал меняет знак и амплитуду как поляризация в рассеянии Р 13Р0. Для парамагнитного рассеяния Р ееР0, где ецц единичный вектор рассеяния, фокусировка возможна при импульсах, имеюших проекцию на плоскость прецессии, амплитуда Ы8Есигнала не превышает 12. В версии ферромагнитного Ы8Е образец помещают между л2флипперами на границах первого и второго полей прецессии и намагничивают до насыщения, что дает фокусировку с амплитудой 12. При магнитной анизотропии без макроскопической намагниченности антиферромагнетик методом парамагнитного Ы8Е без лфлиппера у образца измеряют Ы8Есигнал с амплитудой 12 Рб 1 . Указанные частные случаи не решают общей проблемы анализа динамики при спиновой зависимости рассеяния. Данная проблема решена в настоящей работе ,. МЯЕ и векторный анализ поляризации ,. Рис. Р0. X А. Рис. Модуляционный ЫБЕ Р1,Р2 поляризаторы Р,Р2,Р3 флипперы Н,Н2 поля между л2флиперами УА блоки векторного анализа Б образец А, А2 анализаторы Э детектор. Показан алгоритм включения флипперов. Поляризованному пучку на образце задают направление поляризации, измеряя ее после рассеяния с помощью фл. А. Прошедшие поле Н2 нейтроны отражаются от анализатора А2. Пропускание фильтра Н2А2 равно 1 2 102ii2X, где 2 число оборотов при к. Умножение функций пропускания фильтров формирует спектр 1А. Рис. Совпадение пропускания фильтров i22022 при 2 даст максимальную интенсивность. Интенсивности I0, I при выключенном и работающем фл. I 22022,XXX. Эхогруппа показана как функция от тока в катушках второго магнита, пропорционального 2i Рис. Из амплитуды Ртах Ро22 0. Р0 0. Р0 0 Измерения на упругом образце порошок А0з дают калибровочный сигнал Рс. Рис. Модулированный спектр база мм, число оборотов Н 0 Э, Х 0. Рис. Эхофуппа. В данном методе при измерении неупругого рассеяния находят амплитуду эффективной поляризации гг 1ОП1о1Г I как функцию времени йл1МЕ0 и импульса. Число оборотов 2 для средней длины волны А при энергии нейтрона Е0 задает разрешение ЙсоЕ0 1. Калиброванный сигнал дает искомую функцию рассеяния , , ,0,. В . Рсон Р0, и некогерентном спиновом ядерном i, ядра не поляризованы, i 13Р0. Сечения , аХА описывают симметричные и антисимметричные поперечные вектору корреляции моментов, ах продольные корреляции моментов, ядерномагнитную интерференцию. Измерения при импульсах продольных и поперечных намагниченности, , ш, при реверсировании Р0 и поляризации в рассеянии дают компоненты ур. Например, поперечная и интерференционная компоненты это комбинации интенсивностей, измеренных при заданных состояниях флипперов и ориентациях импульсов , сс 14Г Г РГ РТР0ц , сх 1 ГХ2Р0. Интенсивности 1к, 11 определены при и для поляризации на образце 0 и i, когда флиппер 2 перед образцом выключен включен. Каждое значение I Г Г сумма интенсивностей i1, детектируемых при 3, выключенном и работающем . Поляризация рассеянного пучка равна Р ГГГГ, где i Г 1оп разности счета детектора при , выключенном включ. Н и 2. Например, в парамагнетике при ат ам достаточно измерить только диагональнын компоненты РХх, , матрицы поляризации , где к обозначает заданное на образце направление поляризации, измеряемую компоненту поляризации для рассеянных нейтронов. Если прямой пучок направлен по оси , а импульсы при малых углах рассеяния лежат в плоскости X,, то получим Рц i i i i и суммы i i для всех ориентаций, переключая состояния флиппера 3, где отвечает выключенному флипперу, обозначает реверс поляризации флиппером. Величина I0 I разность счета при выключенном включ. Цикл измерений позволяет найти функции рассеяния , ос 30I 13ВД , сс 14ЩР0 13Щ i, ос 3I 14Ц0 . При ядерном рассеянии измеряют одну компоненту поляризации рассеянного пучка например, , чтобы получить динамические функции , ос 14I 3I0 i, х 34I I0. Примеры демонстрируют возможности метода с модуляцией спектра для анализа динамики сложных объектов, включающих ядерные и магнитные подсистемы. На этой основе в ПИЯФ РАН создан оригинальный спектрометр.