锂离子电池胀气行为及改性策略的研究进展

电池胀气是电池系统中的一种常见现象。电池胀气是影响锂离子电池性能恶化的重要原因之一,它造成了电池容量的不可逆损失。详细总结了锂离子电池胀气产生的几大主要因素：电解质分解、水含量超标和高温等物理因素;归纳了产气对电池性能的影响,并提出了最新的材料改性、电解液优化和工艺控制等缓解或抑制电池胀气的方法。     

无模板法可控合成多层次结构二氧化钛微球

以1,4-二氧六环为溶剂,采用溶剂热法成功实现无模板法可控合成二氧化钛多层次结构微球。通过系统改变反应体系中浓盐酸与四异丙醇钛(TTIP)相对物质的量比能够有效调控二氧化钛形貌。当浓盐酸与TTIP物质的量比控制在0(或0.7或0.9)、1.8、3.6与5.7时,所得产物分别为纳米颗粒构建二氧化钛微球、纳米棒修饰二氧化钛微球、纳米棒花菜结构以及纳米棒海胆结构。在成功进行形貌调控的基础上,进一步探讨了二氧化钛多种结构的形成机理,并对其光催化产氢性能进行了表征。研究发现,在这4种结构中,纳米棒修饰二氧化钛微球具有最佳的光催化性能,这可能是由于同时存在金红石和锐钛矿两种晶型而形成异质结结构所导致。     

AuPt合金的两种典型生长机理研究

分别采用晶种生长法和快速共还原法制备得到了AuPt合金。采用晶种生长法制备AuPt合金时,Au晶种的尺寸对Au-Pt双金属结构的形成有关键性影响,当用小尺寸的Au纳米颗粒(3nm)作为晶种时才会形成AuPt合金结构,当Au晶种尺寸较小时,由于颗粒内纳米尺度的原子快速扩散导致合金结构的形成。高温下油胺对Au和Pt前体的快速共还原会使Au和Pt在极短的时间内同时得到还原,避免了两相的分离,得到了AuPt合金结构。     

基于双咪唑离子介质制备高抗菌性聚氨酯的研究

利用阴离子交换反应合成阴离子为PF_6~-的双咪唑基离子二醇([BmimPF_6~-]-OH)新型扩链剂,并由此制备出一种双咪唑离子介质固载的聚氨酯([BmimPF_6~-]-PU)。通过核磁、红外光谱对其结构进行了表征,并研究了该聚氨酯的抗菌性能。结果表明:双咪唑离子介质的引入,赋予聚氨酯高效的抗菌性。在[BmimPF_6~-]-OH含量达22.86%(wt,质量分数)时,该类聚氨酯对大肠杆菌的抑菌率超过99.9%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.4%。     

自组织梯度分层结构金属掺杂类金刚石薄膜的制备及其性能研究

金属掺杂是降低类金刚石薄膜(DLC)内应力、提高其机械性能的一种有效方法。通常,金属掺杂类金刚石薄膜(Me-DLC)为均匀的纳米复合结构,但在一定条件下,会形成特殊的自组织分层结构。为了研究不同金属掺杂种类对自组织分层结构和薄膜性能的影响,本文筛选了两种典型的掺杂金属元素Cu和Cr,采用磁控溅射与阳极层离子源复合系统制备了Cu-DLC和Cr-DLC薄膜,同时使用等离子体发射光谱仪检测了沉积过程中金属粒子密度变化;通过能谱仪、辉光放电光谱仪、透射电镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪等表征了薄膜成分和微结构;采用纳米压痕仪与摩擦磨损试验机考察了薄膜的力学和摩擦学性能。结果表明,在靶中毒模式下,溅射出的金属粒子密度逐渐降低,导致薄膜形成了自组织梯度分层结构,即膜基界面处为富金属层,表面为富碳层,沿膜基界面到表面金属含量从13%(原子比)以上逐渐降低至1%以下。Cu-DLC和CrDLC薄膜相似的表面碳键结构和力学性能,并且在干摩擦以及油润滑条件下分别表现出相似的摩擦学行为。以上研究表明自组织梯度分层结构的形成降低了金属种类对Me-DLC薄膜结构和性能的影响。     

脒端基对聚丙烯腈原丝氧碳化行为的影响

以偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,分别制备了具有不同端基结构的丙烯腈与衣康酸共聚物PAN-AIBA和PAN-AIBN,采用湿法纺丝技术制备PAN原丝。采用两种梯度升温方式对PAN原丝进行热稳定化处理,对优选的预氧化纤维进行高温碳化制得碳纤维。采用多种手段表征纤维结构与组成的变化规律。结果表明,脒端基可提高PAN预氧纤维的相对环化率,使其氧含量和体密度平稳增长,因此有利于预氧化纤维的结构调控。PAN-AIBA基碳纤维的皮芯结构差异小于PAN-AIBN基碳纤维,与其相对温和的热稳定化行为相符。     

高温处理对ZnO薄膜及其忆阻性能的影响

本文研究了高温处理对ZnO薄膜及其忆阻效应的影响,发现利用经800℃高温处理后的ZnO薄膜制备的Cu/ZnO/Pt器件依然保持忆阻性能,并观察到无电形成过程的忆阻效应。研究表明,无电形成过程的原因在于高温处理后的ZnO薄膜出现了纳米级通道,使得在沉积顶电极Cu的过程中,形成天然的导电通道,使器件呈现低阻态。     

长时耐300℃易成型聚酰亚胺树脂及其复合材料

以苯炔基苯酐为封端剂,异丙醇为酯化试剂和溶剂,采用原位聚合法合成一系列耐高温、易成型聚酰亚胺树脂。所制备的聚酰亚胺树脂溶液在室温下储存16周依然没有固体析出,且溶液黏度没有明显变化,显示出较好的室温储存稳定性。树脂低聚物的最低熔体黏度<300 Pa·s,显示出良好的熔体流动性和工艺窗口,适合模压或热压罐工艺。树脂固化物的玻璃化转变温度最高可达462℃,具有很好的耐热性能。T300/PMR-PE-2碳纤维复合材料室温弯曲强度为963 MPa,弯曲模量为53.0 GPa,层间剪切强度为56 MPa, 300℃下其力学性能保持率≥66%。300℃等温热氧老化500 h后,复合材料的热失重仅为0.96%,室温弯曲强度保持率为72%,层间剪切强度保持率高达98%,具有优异的抗热氧老化性能。     

奔跑的小人

一个电镜室加班的夜晚，偶得一张心形图案，20 nm大小的纳米颗粒在微观世界里组成了世界上最小的“心”。不由的一丝感动，想到了最近的流行语“世界很大我想去看看”，而我每天工作中所看的世界可谓小矣，但却一样的精彩而奇妙，我们需要的是用心去发现它。巧合的又如这幅金纳米颗粒和短棒所组成的“奔跑者”，他大约是背着自己宝贝女儿吧，才会跑得如此欢快，每次看到他，我总会马上能量满满地投入到我的显微世界中去。     

磁控溅射镀CrAlSiN涂层的抗高温水蒸气氧化性能

目的 提高锆合金包壳管的事故容错能力.方法 采用磁控溅射法,在锆基底上沉积CrAlSi和CrAlSiN两种涂层,表征了涂层的结构形貌、机械性能和抗高温水蒸气氧化行为等.结果 CrAlSi涂层呈致密的柱状晶结构.CrAlSiN涂层结构致密,晶粒尺寸小,接近非晶质地.CrAlSiN涂层与Zr基底之间的结合力(～46 N)高于CrAlSi涂层与Zr基底之间的结合力(～27 N),2种涂层的硬度大约为Zr基底硬度的3～4倍,表现出良好的机械性能.同时,这2种涂层均较大幅度提高Zr基底的抗高温水蒸气氧化能力.经1000℃水蒸气氧化15 min后,4.3μm厚的CrAlSi涂层使Zr(O)层的厚度减少了～67％,而4.6μm厚的CrAlSiN涂层则抑制了Zr(O)层的形成.14μm厚的CrAlSiN涂层使Zr基底在1200℃高温水蒸气中保持未氧化状态大于60 min.结论 磁控溅射制备的CrAlSi涂层和CrAlSiN涂层均能有效地抑制Zr合金的高温水蒸气氧化,且后者的防护效果更佳.