锂离子电池浆料的制备技术及其影响因素

新能源汽车行业的蓬勃发展对高性能锂离子电池需求越来越迫切.作为锂离子电池的重要组成部分,电极性能对于锂离子电池整体性能的影响十分显著.而在电极中,作为多组分混合物浆料的均匀性和稳定性对于电极片性能的影响巨大.但是目前研究者们的重点通常都是放在电极特性和电池组装工艺上,对决定电池性能浆料的特性研究较少.电极组分的均匀性是由浆料组分的均匀性和稳定性决定,而浆料是一种多组分悬浮颗粒组成的复杂体系,其均匀性和稳定性难以直接观测,浆料的流变性能是当前能反映浆料均匀性和稳定性的最有效的指标参数.本文阐述了近年来锂离子电池电极浆料制造过程中活性物质、黏结剂、导电剂、溶剂、分散添加剂、pH值、温度、混合步骤对浆料流变性能的影响,总结了这些因素对浆料流变性能的影响规律,为研制出更加均匀和稳定的浆料体系及高性能锂离子电池提供一定的指导作用.     

基于金属氧化物的乙醇检测气敏材料的研究进展

金属氧化物型半导体气体传感器是目前常用的乙醇检测手段，深入研究和改进金属氧化物型半导体材料是提升传感器性能的重要方式。本文首先论述了气敏检测的机理和影响因素，并综述了近年来发展的主要金属氧化物型半导体气敏材料，重点介绍了不同微观结构的Co₃O₄、ZnO、SnO₂及掺杂金属氧化物材料、氧化物异质结等的研究和发展情况，对它们的合成方法、结构特点以及结构与乙醇气敏性能之间的关系进行了探讨。分析表明，减小材料颗粒尺寸、构建大比表面积多孔结构、掺杂和复合改性，是提升金属氧化物材料气敏性能的有效措施。此外，基于传感器微小化的趋势，以微机电系统（MEMS）工艺为基础的微型传感器成为气体传感器的发展趋势。然而，目前针对金属氧化物气敏材料的制备依然缺乏一定的理论指导，气体检测缺乏相应的机理研究，亟需物理、化学、材料等多学科的相互结合，促进乙醇等半导体气体传感器的进一步发展。     

喷雾干燥结合等离子球化法制备NbMoTaWZr-HfC粉末的特性与组织演变研究

采用喷雾干燥+射频等离子体球化法制备NbMoTaWZr-HfC球形粉末,并对粉末的宏观特性、物相组成和微观组织形貌进行研究和分析。结果表明,制备的复合粉末形状为球形,粒度范围为13.31～32.11μm,D50=19.62μm。粉末球形度、流速和松装密度分别为0.98、0.198 s/g,7.20 g/cm³。球化后粉末由体心立方(bcc)固溶体+ZrO₂+HfC物相组成,其内部组织为枝晶和胞状晶混合组织。球化后粉末颗粒整体成分均匀,但在枝晶微区存在元素偏析,其中W、Mo、Ta等高熔点元素在枝晶臂富集,Nb、Zr等低熔点元素在枝晶间富集,而Hf元素分布均匀。     

导电剂形貌对富锂正极材料性能发挥的影响

研究了纳米颗粒状的Super P、气相生长的碳纤维(VGCF)、片状的KS6和石墨烯四种不同的导电剂对富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2(LR-MNC)的电化学性能发挥的影响。研究结果表明,当导电剂的添加量为10%(质量分数),以Super或VGCF的导电剂在活性材料的表面形成了完整的导电通路,电极的表面电阻最小,从而有利于电子的传输,因此,正极活性物质表现出优异的倍率放电性能和循环性能。其中,以Super P为导电剂的电极性能最优,3 C放电比容量为164.4 mAh/g,1 C循环100周,容量保持率为82.3%。而以片状的KS6或石墨烯单独作为导电剂,在电极中没有形成完整的导电通路,不利于正极活性物质的大倍率放电性能的发挥。     

一种亚稳型β钛合金在高应变率下的多种变形机制

以二元Ti-16V合金为研究对象,采用霍普金森压杆装置、光学显微镜、电子背散射衍射技术以及透射电子显微镜,分别测量并分析了高应变率下Ti-16V合金的动态力学性能、微观组织演变以及塑性变形机制。得出如下结论:Ti-16V合金的流变抗力与应变硬化速率对应变率不敏感;Ti-16V合金的临界失稳应变率约为3000 s~(-1);{332}113型孪生与应力诱发ω相变为Ti-16V合金高应变率下的主导塑性变形机制;通过本研究构建的孪生Schmid因子计算模型,定量核算与模拟{332}113型孪生的Schmid因子,结合实验结果表明Schmid因子是决定晶粒是否发生孪生的重要参数。     

不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金组织与性能的影响

通过物理性能测试和采用扫面电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM、高分辨透射电子显微镜HRTEM等分析测试技术,系统研究不同处理工艺对Cu-Ni-Co-Si合金微观组织与性能的影响规律。研究结果表明,合金热轧在线淬火时效处理后,合金中存在大量的正交结构的大颗粒(Ni、Co)₂Si相和少量、细小的(Ni、Co)₂Si相,是导致合金综合性能无法满足后续使用的主要原因;经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,合金的硬度与时效时间的关系曲线均呈单峰型,而合金的导电率与时效时间的关系曲线均呈先快速增加后缓慢增大最后趋于稳定的趋势;合金经固溶时效和固溶冷变形时效处理后,基体出现大量圆盘状的正交结构的(Ni、Co)₂Si相,与基体的取向关系为 。     

超高纯银的制备研究

采用电解精炼法制备6N超高纯银,考察了银浓度、电流密度、电流分布、反应温度等因素对银粉颗粒大小及纯度的影响,并通过理论分析选择了201、D301弱碱性阴离子树脂进行电解液净化除杂。采用SEM对银粉形貌进行了表征,并用GDMS对银粉杂质成分进行了分析。结果表明,控制电解液中的银含量在500~540 g/L,电流密度600~1000 A/m2,温度为30~40℃,同极极间距为10 cm,多孔钛网作阴极,可以得到总杂质含量小于1×10-6的6N超高纯银。     

浇注温度对Mg-10Sm合金凝固组织的影响

在不同浇注温度下浇注Mg-10Sm合金,研究了浇注温度对Mg-10Sm合金凝固组织的影响。结果表明,随着浇注温度的降低,试样外部粗大柱状树枝晶区逐渐缩小,浇注温度在700℃及以下,外部柱状晶区消失,转化为细小等轴晶;试样心部粗大树枝晶逐渐细化并转变为细小的等轴晶。二次枝晶间距随着浇注温度的降低逐渐减小。浇注温度对合金共晶相体积分数、共晶相分布以及共晶相形貌没有明显的影响。     

医用金属材料离子释放机制、致病机理及防护

结合近年来国内外医用钛合金等金属材料在生物体和人体临床应用研究成果,研究了人体植入物等医用金属材料中Ni、Al、V等有害离子的释放机制、致病机理及防护(涂层)方法。系统分析了常用医用金属材料Ti6Al4V和Ti Ni形状记忆合金等钛合金在腐蚀等作用下有害离子的释放机制,有害离子及其形成化合物对人体的毒性作用,和常用表面改性技术制备涂层对于有害离子的抑制和防护作用。研究结果表明,近年来发展起来的表面改性技术显著提高钛合金耐蚀性,可以有效抑制有害离子的释放,提高钛合金的生物相容性。