过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵、葡萄糖为原料,添加不同的过渡金属乙酸盐(乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍、乙酸锌),在氩气保护下采用高温固相法制备LiFePO_4/C复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析、恒电流充放电、电化学阻抗、循环伏安等方法研究掺杂金属离子及掺杂量对LiFePO_4/C晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,LiFe_(0.9)M_(0.1)PO_4/C(M=Mn、Co、Ni、Zn)样品的晶体结构均与橄榄石型LiFePO_4相同。掺杂过渡金属阳离子可以提高LiFePO_4/C的还原电位,降低氧化电位,缩小氧化还原峰间距,提高化学反应的可逆性。掺杂后的样品在5C下的放电性能较好,以LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电容量最高,达到89mAh/g。     

预歧化处理的高性能锂离子电池SiO/C负极材料

以SiO和蔗糖为原料,SiO经高温歧化反应处理后,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备出具有优异电化学性能的锂离子电池SiO/C负极材料。经XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM结构分析表明,歧化反应处理的片状SiO包含非晶态SiO和纳米晶相Si、SiO_2,蔗糖热解形成的无定形碳包覆在细片状SiO的表面,组成球形SiO/C颗粒。电化学测试结果表明,预歧化处理的SiO/C复合材料的首次放电容量为1 314.6mAh/g,首次库伦效率达到71%;100周循环后的放电容量为851.2mAh/g,容量保持率达到78.5%,循环稳定性远高于未经歧化处理的SiO/C复合材料。电化学性能的提高归因于SiO预歧化反应及热解碳包覆。     

锂渣粉作为辅助胶凝材料在水泥基材料中的研究进展

锂渣是生产锂盐过程中产生的工业废渣,其含有大量活性SiO_2和Al_2O_3,有作为辅助胶凝材料的应用潜力。从物理性质、化学成分与矿物组成、活性评价与活性激发等方面介绍了锂渣自身的物理化学特性和水化活性潜质。从力学性能、工作性、耐久性、水化反应与微结构四方面重点综述了锂渣粉对水泥基材料各方面性能的影响,并进行了理论分析与总结。最后指出锂渣粉用于水泥基材料需要在活性提高、高含量SO_3和多孔结构的改善及利用等方面加强研究。     

浇注式沥青混凝土现状与发展

为进一步确定浇注式沥青混凝土科学合理的性能评价指标及要求,全面梳理了国内外浇注式沥青混凝土相关规范,对比评价了不同规范中的技术指标要求及级配范围,系统地调查了大量实体工程及研究动态,厘定了浇注式沥青混凝土钢桥面铺装结构层组合、原材料类型和技术指标要求及级配类型,为浇注式沥青混凝土规范完善与质量控制奠定了基础。结果表明:推荐钢桥面铺装结构层组合为30~35mm GA-10+35~40mm SMA-10,GA基础沥青为SBS改性沥青+TLA(15%~30%),采用2%降粘剂;推荐性能评价指标要求范围为油石比7.9%~8.5%、流动度10~17s、贯入度1.4~2.5mm、贯入度增量不超过0.25mm、弯拉应变不小于7 000με、动稳定度不小于1 000次/mm(参考指标);疲劳性能试验以控制应变模式进行,结果以实测为准。     

波纹管内高压成形焊接区变形特征研究

准确建立焊接管材母材、热影响区和焊缝的材料力学模型,是焊接波纹管内高压胀形工艺分析的前提条件。基于焊接区单向拉伸试验和硬度测试等条件建立焊接区混合材料准则,确定了热影响区和焊缝的材料力学模型。通过波纹管液压胀形工艺仿真与试验,研究胀形液体压力和凹模初始高度等工艺参数对波纹管变形特征的影响,并结合变形前后的组织分析发现,焊接区的枝状晶组织使成形后波纹管焊接区与母材壁厚存在差异,并且变形后马氏体相的存在促进裂纹的形核,引起后期使用中的应力腐蚀破裂。     

水泥回转窑一维数学模型研究进展及趋势

全面系统地综述了国内外水泥回转窑一维数学模型,重点介绍了传热模型、料床运动模型、煤粉燃烧模型和熟料矿物形成模型。应用MATLAB编程、求解,展示并分析了不同模型及关键参数对模拟结果的影响。在此基础上,展望了回转窑一维数学模型的发展趋势。     

自支撑氮掺杂石墨烯纸柔性电极的制备及其储锂性能的研究

以氧化石墨烯(GO)为原料,尿素为氮掺杂剂,采用固/气界面水热反应的方式,即在反应釜内将GO抽滤得到的氧化石墨烯纸(GOP)与尿素分解产生的氨蒸气相互作用,成功制备出自支撑氮掺杂石墨烯纸(NGP)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(RS)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品进行形貌结构及电化学性能的表征。测试结果表明:水热条件下尿素能有效地实现氧化石墨烯纸的氮掺杂,氮掺杂量为7.89%;氮掺杂石墨烯纸在100mA/g和500mA/g的电流密度下,充放电循环100周之后,放电比容量可分别保持在288mAh/g和190mAh/g。采用改进的固/气界面水热反应法制备的氮掺杂石墨烯纸较未掺杂石墨烯纸可逆比容量提高了近2.5倍,具有良好的循环稳定性,可为制备高性能的柔性锂离子电池负极材料提供新方法。     

消化道吻合材料的研究新进展

消化道重建是胃肠外科的重要课题之一,消化道吻合用材料的进步极大地促进了胃肠外科手术的进步,使其微创化成为可能。消化道重建涉及到的材质主要有:手工缝合的缝线、器械吻合的吻合钉、记忆合金或磁性吻合环等其他新兴材质,目前临床使用最多的是钛或钛合金。在过去数十年里,在医学、材料学、工程学跨越式发展的大背景下,各种用于吻合消化道的新材料层出不穷。总的来说,呈现出由不可降解向可降解变化,由惰性向生物活性进化的趋势。吻合材料的每一次改进,都或多或少地促进了现代外科技术的发展。     

用于锂离子电池的石墨烯及其复合负极材料的研究进展

石墨烯复合材料因具有高比表面积、高比容量、优异的导电性、显著的化学稳定性,在锂离子电池领域具有巨大的应用前景。在负极复合材料中,石墨烯不仅可以形成导电网络提升复合材料的导电性能,而且还可以缓冲材料在充放电过程中的体积效应,提高了材料的倍率性能和循环寿命,为设计大容量高稳定性的锂离子电池提供了理论保证。因此制备不同组成和结构的石墨烯复合材料是一个非常有价值的课题。对近年来国内外运用不同方法制备不同组成和结构的石墨烯复合材料的研究结果做了综合评述和展望。     

一维纳米材料在锂离子电池中的研究进展

主要评述了近年来纳米棒、纳米管、纳米带、纳米纤维等一维纳米材料在锂离子电池正负极、隔膜及全固态电池固态电解质中的应用。一维纳米材料的比表面积大、孔隙率高,能为锂离子提供更短的嵌入脱出路径,还能有效缓解电池工作时产生的体积效应,从而大大提高锂离子电池的性能。介绍了不同方法制备的一维纳米材料在锂离子电池中对电化学性能的优化及提升,并重点介绍了具有产业化前景的静电纺丝法制备用于锂离子电池的一维材料近年的发展;展示了一维纳米材料在锂离子电池中的研究进展,并展望了其发展方向。