航空发动机复杂扭曲叶片分步电解加工研究

为实现复杂扭曲叶片在较小间隙下的稳定加工,提出了一种分步式电解加工的工艺方法,建立了复杂扭曲叶片小间隙(0.2 mm)和大间隙下(0.5 mm)扭曲流道的流道模型,采用有限元法进行了流场仿真研究,结果表明增加流道间隙可以解决流道中涡流和流场紊乱的问题。开展了复杂扭曲叶片小间隙连续式加工和分步式加工的试验研究。结果表明,采用小间隙连续式加工,当阴极进给至3.8 mm位置时,在叶片排气边靠近叶根流道扭曲处出现短路打火情况;而采用分步式加工方式能够实现加工的顺利进行。     

脉动态电解加工多场耦合仿真分析及试验研究

为了掌握脉动态电解加工多物理场耦合机制,针对直流电解加工和脉动态电解加工两种加工模式建立了包含电场、流场、传热和气泡的数学模型来开展多物理场耦合仿真分析,研究不同加工间隙下多物理场耦合作用对电流密度分布的影响,通过试验对仿真结果进行了验证。     

Electrochemical Impedance Spectroscopic Analysis of Sensitization-Based Solar Cells

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a very powerful tool for elucidation of charge transfer and transport processes in sensitization-based solar cells (e.g., dye-sensitized solar cells [DSSCs], quantum dot-sensitized solar cells [QDSSCs], and perovskite solar cells [PSCs]). EIS measures the electrochemical response to small amplitude AC signals over a wide range of frequencies. Analysis of the EIS response provides information about the corresponding parameters of the cells. Here, we review the fundamentals of EIS, charge transport kinetic processes, and equivalent circuit models of sensitization-based solar cells and use these concepts to explain the EIS spectra of DSSCs, QDSSCs, and PSCs. This review will be very useful for understanding the fundamental charge transfer and transport processes in different sensitization-based solar cells and the use of an equivalent circuit model to interpret the observed charge transfer and reactions.     

镍钴电池Co-S负极材料的电化学特性研究

通过水热法制备Co-S材料,结合XRD分析其相结构,SEM和EDS分析其表面形貌及元素种类,采用充放电测试、循环伏安和交流阻抗法对其进行电化学特性研究。结果表明,该合金仅含有Co3S4、Co9S8和Co(OH)2, 结晶性良好,呈交叉生长的纳米薄片状,放电电流密度为150 mA/g时的最大放电容量为393.1mAh/g,50次循环后的容量保持率高达80.6%。当放电电流密度为1200 mA/g时,该电极的高倍率放电性能为79.3%。通过循环伏安和交流阻抗分析可知Co-S电极主要发生Co/Co(OH)2的法拉第反应,不可逆产物CoOOH的生成降低了活性物质的利用率,导致放电容量衰减。     

Quantification of grain boundary defect chemistry in a mixed proton-electron conducting oxide composite

Dual phase oxide membranes have shown promising hydrogen permeation fluxes in syngas applications due to their high mixed proton electron conduction (MPEC). However, the conductivity of grain boundaries can be many orders of magnitude lower than that of the bulk and so limits the total conductivity and hydrogen permeation. In this study, the three-dimensional nanoscale oxygen and cation distributions around grain and phase boundaries in a BaCe_0.8Y_0.2O_3-δ-Ce_0.8Y_0.2O_2-δ (BCY-YDC) membrane were quantified by atom probe tomography (APT) and related to average grain boundary conductivity measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Segregation varied among the general high-angle grain boundaries analyzed, but no trend from orientation analysis was determined. Correlative APT and electron energy loss spectroscopy (EELS) of one YDC grain boundary revealed composition and cerium valence information, respectively, allowing for the determination of vacancies at the grain boundary. While a specific MPEC membrane is characterized, the results are relevant to proton and electron conduction in a number of technologically important ceramics.     

太西煤基新型功能炭材料的制备及其电化学性能

以宁夏太西煤高温直流电煅炉制备的煤基石墨为原料,利用Hummers氧化法制备了氧化石墨,然后分别采用水热法和高温膨胀法制备了煤基三维石墨烯气凝胶(3D-GA)和煤基膨胀石墨(EG)两种新型功能炭材料,并通过FTIR,XRD和SEM对其进行了表征,利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试和比较。结果表明:在电流密度500 mA/g下,3D-GA和EG的比电容分别为206 F/g和214 F/g,相比煤基石墨烯粉体(G)的比电容113 F/g,分别提高了82.3%和89.4%;充放电循环1000圈后,3D-GA和EG的比电容保持率分别为95.1%和101%,3D-GA和EG均表现出良好的循环稳定性。     

波前传感器电铸镍层应力实时检测精度评估

目的 搭建电铸应力实时检测平台，评估其测量精度，并探明电化学沉积过程中镍层平均内应力的变化规律。方法 采用横向剪切波前传感器搭建电铸应力实时检测平台，通过测量在铸层应力作用下电铸基底弯曲的曲率半径，利用Stoney公式计算铸层平均应力。采用参考球面反射镜评估横向剪切波前传感器曲率半径的测量精度，并在0.5 A/dm2电流密度下进行电铸应力实时检测实验，对铸层平均应力测量极限进行评估，同时对检测误差进行分析。结果 横向波前传感器曲率半径测量精度为99.22%，在0.5 A/dm2电流密度下，所搭建的铸层应力实时检测平台可测量的最小厚度为5.1 μm，由曲率测量波动带来的应力检测误差为1.3 MPa。实验测得铸层平均应力随铸层厚度的增加而变大，当铸层厚度达到30 μm左右，铸层平均应力趋于稳定，应力大小为79.7 MPa。同时发现，当铸层厚度小于30 μm时，沿电铸基底长度方向的铸层平均应力明显大于宽度方向铸层平均应力，随铸层厚度的增加，两个方向的应力大小趋于等值。结论 采用横向剪切波前传感器搭建的电铸应力检测平台，能有效对铸层应力进行高精度的实时测量，为精密电铸过程中应力变化规律的研究提供了检测技术基础。     

飞机蒙皮材料在醋酸钾型除冰液中腐蚀行为研究

目的 评价醋酸钾型除冰液能否用于飞机除冰以及对飞机蒙皮材料腐蚀性的影响。方法 采用AutoLab电化学工作站对飞机蒙皮材料在不同浓度缓蚀剂、无缓蚀剂醋酸钾型除冰液中的干湿交替腐蚀电化学行为进行分析，通过扫描电镜观察其腐蚀前后表面形貌及涂层/基体金属界面形貌。结果 无缺陷飞机蒙皮涂层在除冰液中的阻抗模值高达2.78×1010 Ω?cm2，而缺陷涂层的阻抗模值只有1.72×107 Ω?cm2，说明缺陷破坏了涂层的完整性，降低了涂层的阻抗模值，明显加速了飞机蒙皮材料的腐蚀。带缺陷飞机蒙皮试样经除冰液腐蚀不同周期后的低频区Rct存在较大变化，试样在高浓度无缓蚀剂除冰液中的Rct始终低于在低浓度溶液中的Rct；试验初期，试样在高浓度除冰液中的Rct较大，说明此时缓蚀剂浓度较高，缓蚀作用明显；但随着腐蚀周期的延长，Rct逐渐减小，说明缓蚀剂逐渐失效，高浓度除冰液的腐蚀性逐渐增强并高于低浓度除冰液。腐蚀实验后，飞机蒙皮涂层表面和涂层/基体金属界面处存在一定的腐蚀产物；人造缺陷破坏了涂层的完整性，降低了涂层的结合力，甚至产生局部剥离，造成除冰液浸入，在划痕处发生了较严重的膜下腐蚀。结论 醋酸钾型除冰液对飞机蒙皮材料存在一定的腐蚀性，尤其是当涂层存在缺陷时，腐蚀较为严重。