Inhibited intracrystalline cracks and enhanced electrochemical properties of NCM811 cathode materials coated by EPS

The formation of micro-cracks in Ni-rich LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM811) cathode particles is an extremely important factor affecting the electrochemical characteristics after long-term cycling. Generally, cracks can be divided into intergranular crack and intracrystalline crack according to their positions. Coating has been confirmed as a highly effective strategy to relieve intergranular cracks. However, the intracrystalline cracks of primary-like particles have rarely been studied. In this work, ethoxy functional polysiloxane (EPS) was directly coated on the surface of original NCM811 by tetraethyl orthosilicate (TEOS) hydrolytic polycondensation method without any additives. Then, the microstructure, micromorphology, surface state and electrochemical properties were investigated in detail by XRD, SEM, TEM, CV and EIS. The results displayed that the micro-cracks of primary-like particles were effectively suppressed under appropriate EPS coating. Accordingly, excellent capacity retention of 95.6% (100 cycles, 1C) and rate performance (144.6 mA h/g, 5C) were obtained. These improved mechanical and electrochemical properties are considered to be related to the EPS stress buffer layer, suppressed oxygen vacancies, inhibited phase transition and reduced volume change.     

利用岩芯变形测定原始地应力

探讨了利用测量岩芯的直径变形来测定地应力的一种新方法--岩芯变形法，通过预备实验和实际测定确认了岩芯变形法的适用性.预备实验的测定结果表明，平面内的主应力方向和主应力差之值均与所施加的载荷相一致，水压致裂采取到的岩芯的测定结果也表明两种方法的结果相吻合.探讨了岩石的微观裂隙、超声波速度与岩芯变形之间的关系.岩芯变形法不需要对岩芯进行整形，并且在非破坏状态下测定，对各种岩石均适用，为原始地应力测定提供了一种新的方法和途径.     

遥感-岩石力学(VIII)——论岩石破裂的热红外前兆

岩石破裂存在多种前兆,它是岩石力学和岩石工程中的一项重要研究内容。在总结多年遥感-岩石力学基础实验研究的基础上,对岩石破裂的热红外前兆进行了系统总结与分析,包括:前兆表现形式及其类型、前兆的时间及空间特征、前兆的机理等。研究表明:(1) 岩石破裂的热红外前兆有平均红外幅射温度-时间曲线异常和热像异常2种形式,分别反映前兆的时空特征;(2) 热像异常分为高温条带和低温条带两种类型,平均红外幅射温度-时间曲线异常分为降温、升温加速和降温转升3种类型;(3) 前兆出现在岩石载荷峰前s = (0.77～0.87)sp 的应力区间内,与微破裂带的形成密切相关;(4) 高围压和压性强的剪性破裂出现前兆的几率要大于低围压和压性弱的剪性破裂,而随着破裂向纯剪过渡,前兆出现的几率降低,且前兆发生的时间越接近岩石破裂时刻;(5) 岩石破裂热红外前兆机理是岩石热弹和摩擦热效应的综合。     

不可忽视混凝土微观裂缝对耐久性的影响

通过分析工程实例,论述了混凝土微观裂缝对混凝土耐久性的影响,强调了注重混凝土耐久性的重要性。     

基于分布位错法研究多条微裂纹对偏折主裂纹的影响

目的 采用理论方法求解多条微裂纹对偏折主裂纹的影响,重点分析偏折主裂纹尖端的力学行为及微裂纹对主裂纹扩展角度和闭合区域的影响等问题,为实际的工程应用提供理论依据。方法 运用叠加原理将主问题分解成2个子问题,通过材料力学方法求解子问题一;基于分布位错方法求解子问题二。进一步建立关于位错密度的奇异积分方程,利用Gauss-Chebyshev数值求积分法解决位错密度方程的奇异性问题,并通过计算机编写程序,最终得到相关力学参量的数值解。结果 得到了偏折主裂纹附近的应力场以及微裂纹长度、微裂纹个数对偏折主裂纹尖端应力强度因子的影响等相关力学参量。分析了主裂纹不同偏折角度时的闭合区域,以及微裂纹的方位角、微裂纹个数等对偏折主裂纹扩展角度的影响。结论 裂纹面对拉应力有屏蔽作用,导致拉应力在裂纹面附近应力松弛,而裂纹尖端对拉应力有放大作用,随着应力增加将导致裂纹的扩展。一条微裂纹位于主裂纹尖端约–30°<θ<50°时,将使主裂纹尖端应力强度因子增加,促进主裂纹的扩展,而微裂纹位于50°<θ<90°或–90°<θ<–30°时,将使主裂纹尖端应力强度因子减小,抑制主裂纹的扩展。主裂纹尖端应力强度因子随微裂纹长度的增加而变大,随微裂纹与主裂纹间距离的增加而减小。     

高镍正极材料微裂纹诱导容量衰减的应对策略研究进展

随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的广泛应用,其正极材料尤其是钴酸锂、镍钴锰酸锂及镍钴铝酸锂三元正极材料的需求量也随之剧增。然而由于钴资源稀缺,“高镍低钴化”成为近年来锂离子电池行业的重要关注点和发展方向。高镍正极材料（Ni的摩尔分数大于60%）凭借着容量高、成本低廉等优势获得了广泛的关注和研发,其产业化步伐逐渐加快。然而其仍然面临着诸多限制其大规模应用的问题,其中微裂纹的产生诱发的快速容量衰减问题被越来越多的研究证明是常规球状高镍正极材料容量衰减的首要因素。本文综述了近年来针对这一问题的几种典型应对策略的研究进展,包括填隙包覆处理、径向有序设计以及采用高镍单晶正极材料。本文对以上典型应对策略的技术手段、工艺参数和电化学性能进行了总结和归纳。最后对于进一步的研究方向进行了展望。     

基于损伤多重分形特征的岩石强度 Weibull 参数研究

利用多重分形计算并绘制出表征岩石三维损伤微裂纹分布复杂性的多重分形谱,引入一个表征岩石材料不均匀性、各向异性的相对分形维数,结合多重分形谱的奇异性值,对岩石实际受损状态的量化表达方法进行了探讨,并基于岩石微元强度的 Mohr-Coulomb 准则表示方法及其服从 Weibull 随机分布的特点,在本构模型中引入初始损伤分形参数,结合岩石单轴应力应变试验曲线,对不同多重分形参数下岩石强度 Weibull 参数取值规律进行了研究。结果表明：同一种岩石在不同损伤状态下,表征其强度特征的 Weibull 参数值以一定规律发生变化,且微裂纹的分布对受损岩石峰后强度造成不同程度地影响,进一步完善了岩石损伤统计本构模型。     

Q390D钢板超声波检测不合原因分析及改进

利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对Q390D钢板超声波检测不合部位取样进行检测分析,结果表明,试样内部存在偏析、夹杂物以及裂纹等缺陷,是钢板产生缺陷回波的主要原因。通过优化转炉出钢工艺,控制钢中有害元素及气体含量,采用合理的加热制度等措施,Q390D钢板的超声检测合格率由98.25%提高到99.54%。     

发动机连杆裂解应力槽加工技术研究

对发动机连杆裂解应力槽的加工方法和工艺参数进行了对比分析,介绍了裂解应力槽切割技术的重要性。对应用于切槽技术的机械拉削加工法、激光切割法、电火花线切割加工法进行了全面的阐述,并比较了其优缺点。指出了主动控制切割时所形成的微裂纹对后续裂解加工的重要意义。