锂离子电池玻璃态电解质导电机理的研究进展

锂离子电池玻璃态电解质同晶体型电解质相比较具有导电性各向同性、锂离子电导率高等诸多优点, 开发在室温下具有较高的离子电导率及良好的化学、电化学稳定性的玻璃态电解质材料已经成为锂离子电池领域的重要研究方向之一。本文介绍了各种玻璃态电解质体系的导电特性及导电机理, 并重点分析与讨论混合网络形成体效应在一些典型玻璃态电解质体系中的微观作用机理。本文还总结了混合网络形成体效应在玻璃态电解质中发生的前提条件, 并指出深入研究玻璃态电解质的导电机理对开发出具有优异电化学性能的无机非晶固态电解质体系具有重要的指导意义。     

基于离子阻挡法测量电子-离子混合导体中离子电导率的研究

近年来, 具有诸多新的物理性质和优良热电性能的类液态材料获得了研究人员的广泛关注。离子电导率对理解这类热电材料中的离子迁移行为非常关键。但是, 由于类液态热电材料中的离子电导率在总电导率中的贡献很小, 因此很难利用传统方法精确测量其离子电导率。本研究基于Yokota提出的离子阻挡法, 尝试利用自主搭建的设备测量类液态热电材料的离子电导率。本文详细介绍了该设备的基本构造、测试原理以及测试步骤, 分析了帕尔贴效应/塞贝克效应、离子析出、电压测试点的位置和氧化挥发等因素对测试准确性的影响, 并提出了相应的解决方案, 成功测量了几种具有代表性的类液态热电材料的离子电导率。     

Li2O～SiO2～V2O5～SnO2体系的锂快离子导体研究

Li2O～SiO2～V2O5～SnO2四元体系固溶体是锂离子/电子混合导体,本文用均匀试验设计方法研究其电导率随组分的变化规律,寻找电导率最高的配方区域.在选取的试验点中分析了其中的离子和电子电导率的大小比例.选取试验点验证了高电导率区域的电导率变化规律.实验中获得的室温离子电导率最高的快离子导体为2.06×10-4S/cm.     

硼磷酸盐锂离子导电玻璃研究

双辊急冷装置的采用在较大范围内获得了 Li_2O(LiCl)-B_2O_3-P_2O_5系统玻璃。通过对玻璃密度、红外和拉曼光谱以及离子电导的研究,探讨了玻璃的组成和结构与离子导电性的关系,尤其是讨论了玻璃中混合阴离子效应(mixed anion effect)的物理原因。此外还研究了卤化物(LiCl)的引入对离子导电性的影响。     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

CuI-Cu_2O-MoO_3-P_2O_5四元系快Cu~+离子玻璃的形成范围和性质

本文研究了四元系CuI-Cu_2O-MoO_3-P_2O_5快Cu~+离子玻璃的性质。包括玻璃形成范围、离子输运、热稳定性、离子电导率以及取代量(MoO_3)和掺杂盐(CuI)的影响。实验指出,用MoO_3取代P_2O_5的办法可以得到性能优良的玻璃导体。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5 系玻璃的形成、结构与离子导电性

本工作确定了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的形成区,测量了玻璃的电导率、光吸收、ESR 和 Raman 谱、密度及超声速。结果表明:所研究玻璃的电导主要是离子性的;V_2O_5与 B_2O_3对于形成 Li~+导电玻璃是有利的;玻璃中主要结构单元为[VO_3]_n~(n-)和一些硼酸盐基团。得到了300℃时电导率为2.5×10~(-3)(Ω·cm)~(-1)的玻璃。     

LSCM/3YSZ离子-电子混合导体的研究

采用固相法制备了LSCM(La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3)粉体,并以不同质量比与3YSZ((Y2O3)0.03(ZrO2)0.97)混合制成了LSCM/3YSZ离子-电子混合导体(MIEC).采用X射线衍射、扫描电镜、热膨胀分析等手段对该混合导体的各项物理特性进行了研究,发现随着LSCM含量的逐渐增多,混合导体中Zr与Sr、Cr等元素的反应有少量杂相生成;LSCM相也逐步形成相连的空间网络结构;LSCM含量在0～40%范围的混合导体其热膨胀系数在0～1350℃测试温度范围内有一个明显的拐点.使用Wagnet直流极化法分离了混合导体的离子电导率和电子电导率.当LSCM质量百分比达到40%时,离子电导率以及总电导率开始大幅度地增大;当LSCM含量为50%测试温度800℃时样品的总电导率和离子电导率分别为0.24和0.08S/cm.     

固体中的离子迁移研究

本文综述了我们用 EPMA 和 SEM 技术研究固体中的离子迁移所取得的结果。主要内容包括:(1)测定在电子束轰击下固体中可迁移离子的种类和组成的变化。(2)确定低电导固体和快离子固体中的离子迁移的动力学方程式。(3)显示了金属沉积特征与离子迁移路径及固体显微结构的关系。所研究的固体材料为含 Na、Ag 和 Cu 离子的单晶、多晶和玻璃。特别对这些材料在电子束轰击下的离子迁移对轰击区组成变化及金属沉积的影响进行了研究。     

Gd3+为敏化剂的掺Tb3+硅酸盐闪烁玻璃

实验制备了以Tb³⁺为激活剂、Gd³⁺为敏化剂的硅酸盐闪烁玻璃, 研究了Tb₂O₃和Gd₂O₃含量对玻璃密度和玻璃折射率, 以及对玻璃在紫外光激发和X射线激发条件下的光学光谱特性的影响. 通过研究Tb³⁺/Gd³⁺共掺闪烁玻璃的激发与发光特性、荧光寿命, 结合稀土离子能级结构, 分析了Gd³⁺→Tb³⁺离子之间的能量转移与传递机制. 结果表明：在紫外激发条件下, 大量引入Tb₂O₃和Gd₂O₃可提高Gd³⁺→Tb³⁺离子之间的能量传递效率, 有利于Tb³⁺离子的绿色发光; 但是在X射线激发条件下大量引入Tb³⁺离子, 由于缺陷数增加而弱化Tb³⁺离子荧光.     

H+辐照前后Mo涂层表面的XPS分析

对离子束混合技术在不锈钢基体上沉积的钼膜进行了H 辐照前后的XPS分析,研究了H 辐照对钼膜的结合能的影响.分析结果表明,沉积的钼膜中除了单质钼外,还有部分钼的氧化物;H 辐照结果表明,H 的辐照使钼的结合能向低能方向偏移;钼的氧化物有所减少,说明污染的氧化物在一定程度上被择优溅射掉.     

Glass formation and conductivity in the Pb2P2O7–Ag4P2O7–AgI system

A large glass-forming domain has been identified in the Pb₂P₂O₇–Ag₄P₂O₇–AgI system. The physical properties have been determined as a function of AgI content. The ionic conductivity has been studied as a function of the Ag⁺ ion total concentration and the Ag⁺ ion concentration issued from the AgI component. The structure and electrical properties of obtained glasses are compared with those of ionic glasses of the Ag₄P₂O₇–AgI system.     

Zn2+掺杂诱导Eu3+激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn²⁺掺杂BiOCl:Eu³⁺层状半导体, 并研究了Zn²⁺ (0~20mol%)掺杂对Eu³⁺激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发-发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现, 随Zn²⁺掺杂浓度增大, BiOCl晶体结构不变, Eu³⁺荧光寿命延长, 但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断: 当Zn²⁺掺杂浓度≤10mol%, Zn²⁺在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主; 当Zn²⁺掺杂浓度>10mol%后, 掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu³⁺荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律, 并对Eu³⁺掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。     

氧离子注入增强尼龙1010的耐磨性

用能量 4 5 0keV ,剂量 1× 10 15/cm2 和 5× 10 15/cm2 及能量 10 0keV ,剂量 3×10 16 /cm2 的氧离子分别对尼龙 10 10进行O+注入改性。以HastC合金球为上球样 ,分别与注入及未注入尼龙 10 10下盘样组成摩擦副 ,在销盘摩擦试验机上评价它们在干摩擦及水润滑条件下的摩擦磨损行为。用扫描电镜 (SEM )观察注入及未注入样品磨损前后表面形貌。研究结果发现 :几种工艺的O+注入均增强了尼龙 10 10的耐磨性 ,提高注入能量比增加注入剂量对增强尼龙 10 10的耐磨性更有效。随着注入样品磨损量的减少 ,与其配摩合金球的磨损量增大。未注入样品的磨损主要表现为粘着、犁沟及塑性变形 ,注入样品的磨损主要为疲劳及三体磨粒磨损。     

碱土铝酸盐掺二价铕离子磷光体的研究、应用和发展

本文综合评述了碱土铝酸盐掺二价铕磷光体的研究和应用背景，系统地回顾了该类磷光体研究开发历程和现状，并对该类磷光体的研究方向和应用前景进行了展望和预测     

离子注入拟南芥种子引起M1和M2代变异的遗传分析

采用改良PAPD技术,对不同离子注入的拟南芥种子M1代基因池DNA,M1和M2代株植物DNA进行变异分析及遗传稳定性分析。M1代基因池DNA分析表明：178个随机引物中有53个随机引物扩增出差异带。重复实验证明一些引物的PCR产物的条带具有相当的稳定性。实验结果表明,变异频率在一定范围内与注入剂量有关。特别是M2代的遗传稳定性分析证明：利用与M1代相同的引物进行PCR分析,其变异带与M1吻合,故可能离子注入引起的变异是真实遗传的。     

H+辐照前后C-SiC涂层的红外吸收光谱研究

对在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积的C－SiC涂层，进行了二次离子质谱（SIMS）及傅氏变换红外吸收光谱（FI－IR）的分析。研究了不锈钢基体涂覆前后的H^ 辐照的氢浓度分布以及H^ 辐照前后涂层的红外光谱振动吸收峰的变化，对SiC涂层阻氢的机理进行了探讨。     

溅射Ar+能量对离子束溅射制备Ge薄膜结晶性的影响

采用离子束溅射技术在不同Ar 能量下溅射Ge单层膜.用Raman光谱和AFM图谱对薄膜进行表征,得到Ge薄膜结晶性和晶粒大小随Ar 能量变化的波动性关系.在0.6keV的Ar 能量下,得到晶粒较小的Ge晶化薄膜,0.8keV能量下,Ge薄膜为非晶结构,1.0keV能量下,得到晶粒较大的Ge晶化薄膜.通过对沉积原子数与沉积原子能量的分析,解释了这一波动性变化.