正极材料LiFePO4倍率性能提升方法研究进展

橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO_4)因其容量大、循环寿命长、成本低和安全等优点,被认为是一种很有前途的高能量密度正极材料。然而,磷酸铁锂的自身晶体结构导致该材料存在电子电导率差、离子扩散系数小和振实密度低等问题,制约了其在锂离子动力电池中的应用。综述了近些年来国内外提高LiFePO_4正极材料倍率性能的方法,其中包括碳包覆和元素掺杂,同时对上述方法的优缺点进行了讨论。     

过渡金属元素Fe位掺杂对CuFeO_2体系微结构及电磁性能的影响

采用固相反应法制备CuFe_(1-)xMxO_2(M=Ti、Zr、Hf,x=0,0.015,0.03)陶瓷样品,研究了过渡金属元素掺杂对其晶体结构、微观形貌和电磁性能的影响。结果表明,三种过渡金属元素掺杂均未改变CuFeO_2体系的六方晶格铜铁矿结构,Ti掺杂系列样品有少量微弱的杂峰;不同掺杂体系样品形貌有明显的差异,且掺杂浓度对样品的形貌有较大的影响;介电性能结果表明,所有实验样品均展现出巨介电性(> 10~3),且不同过渡金属元素和掺杂浓度对介电性能影响不同。磁性能结果表明,Zr掺杂破坏了低温下CuFeO_2反铁磁相的稳定性,使磁转变温度T_(N2)向低温区域发生了偏移。基于实验结果对掺杂CuFeO_2体系的微结构和电磁性能的关联规律进行了探索。     

利用菊池衍射花样鉴定晶体结构的方法研究

电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)是研究材料显微结构的重要手段之一, 通过EBSD获取的菊池衍射花样是材料内部微观晶体结构的直观反映。本研究通过识别菊池花样中的对称轴, 结合晶体对称定律, 提出了一种利用菊池花样进行晶体对称性分析和晶体结构鉴定的方法。通过该方法成功对三个未知样品的对称性和晶体结构进行了判断。其中一个样品确定到所属晶系, 另两个样品锁定到部分点群, 通过确定晶系和点群排除了部分不符合对称性的相鉴定结果。研究结果表明, 利用菊池花样进行对称性分析是判断晶体结构的有效方法。同现有方法相比, 菊池衍射花样法大大缩小了相鉴定的检索范围, 显著提高了相鉴定的准确性和可靠性, 是一种有望用于新一代EBSD设备的标定技术。     

三嗪三苯甲酸铕配合物的构筑、晶体结构及表征

本文在水热合成条件下,以醋酸铕,三嗪三苯甲酸为原料,合成了一种新型铕配位聚合[Eu(TATB)(H_2O)]_n,并通过X-射线单晶结构、红外光谱、荧光光谱进行了分析和表征。结构分析表明,此配合物属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数a=2. 8637(4) nm,b=2. 2239(30) nm,c=2. 0397 nm,α=90°,β=134. 514°,γ=90°,V=9. 263(2) nm3,Z=8。配合物1中存在两个晶体学独立的铕离子,由两个处于八配位的四方反棱柱构型组成。荧光光谱分析表明,配合物1的发射光谱可归属为金属离子铕的特征发光。     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

CVD金刚石表面增透膜的研究进展

CVD金刚石膜因特有的物理化学性质，具有发展成为新一代光学材料的前景。但由于CVD金刚石膜自身局限性导致其理论透过率不到71%，在金刚石膜表面镀制增透膜，通过改变增透膜组成成分、显微组织和晶体结构，可有效地改善CVD金刚石膜自身理论透过率的问题。首先，介绍了CVD金刚石表面镀制单层增透膜增透原理，并总结了物理和化学气相沉积技术制备增透膜的优缺点。然后，重点综述了近年来CVD金刚石表面氮化物、金属氧化物和稀土金属氧化物等增透膜材料的研究进展，详细分析了增透膜制备参数、热处理工艺、衬底表面改性和掺杂工艺对增透膜整体组织和性能影响的规律。其中优化增透膜沉积温度、氧分压和热处理等工艺参数，是通过改变增透膜微观组织形貌以及晶体结构来提高其光学透过性能，而改变衬底表面结构能够通过改变增透膜与基体之间的成键方式来提升界面结合能力，而稀土元素掺杂方式是通过改变增透膜化学组成成分来改善增透膜的光学透过性能，并指出掺杂元素成型机理和影响机制。最后，展望了未来CVD金刚石表面增透膜的发展方向。