TiC含量对铁基复合材料力学性能及耐磨性能的影响

利用机械合金化(MA)和真空热压烧结(HP)的方法,以Ti粉、石墨粉和灰铸铁粉为初始原料,原位合成了TiC颗粒增强的铁基复合材料。利用XRD和FESEM (附带EDS)研究了复合材料的物相成分、微观结构和增强体的分布情况。利用密度测试仪、洛氏硬度计、电子万能试验机和销-盘式两体磨料磨损试验机分别测试了复合材料的密度、硬度、压缩应力-应变和抗两体磨料磨损性能。结果表明:在70 MPa压力下于1200℃烧结60 min制备的原位TiC颗粒增强的铁基复合材料只含TiC和α-Fe,并且TiC颗粒弥散均匀分布于Fe基体中。当原位TiC的含量为40%(质量分数)时,该复合材料的综合性能最佳,其相对密度和硬度分别达到96.54%和34 HRC (未热处理);同时压缩性能也最佳,其压缩弹性模量、屈服强度、最大压缩强度和断裂应变分别为19.6 GPa、420 MPa、605 MPa和6.1%;其具有最好的耐磨性能,当载荷为1.5 kg时,其相对耐磨性是纯灰铸铁的2.67倍。     

磷酸钒锂正极材料掺杂改性研究进展

面对日趋严重的能源问题和环境问题，迫切需要寻找新的清洁能源以解决传统清洁能源(太阳能、潮汐能、风能等)转换效率低、能量储存难度大等问题。锂离子电池因绿色环保、安全性能好、放电容量高、循环寿命长、便于携带等优点受到研究者青睐，其中Li3V2(PO4)3 (LVP)锂离子电池因其较高的放电比容量和电压平台、良好的安全性能、便携性、环保型、低成本等优点成为备受关注的锂离子电池正极材料之一。由于LVP自身结构的缺陷，导致其离子导电率和电子导电率较低，不利于发挥其理论容量高、倍率性能优等特点。目前多数关于锂离子电池正极材料LVP的改性研究中，离子掺杂是最有效的方法之一。离子掺杂一方面可以优化材料的晶格参数，提高充放电过程中晶体结构的稳定性，改善其循环寿命；另一方面有助于增大晶格间隙，扩大离子的扩散通道，从而有利于提高离子扩散系数，改善电极材料的离子导电率。在目前的研究中，LVP的离子掺杂方法主要包括锂位掺杂、钒位掺杂、阴离子掺杂和多位掺杂四种，其中钒位掺杂包括钒位单掺杂和共掺杂。本工作阐述了近年来LVP离子掺杂改性的研究进展，并对该材料未来的发展趋势进行了展望。