锂离子电池负极材料α-Fe2O3的水热合成与性能研究

用水热反应法合成了几种具有不同形貌的低维纳米结构的α-Fe2O3材料.通过X射线衍射和透射电镜等测试手段对材料微观结构和形貌做了表征.分析探讨了不同沉淀剂和沉淀剂浓度对产物形成机理的影响,表活剂的存在对材料微观形貌的影响,以及微乳液体系在水热合成中的尝试应用等问题.将合成的α-Fe2O3材料组装成模拟电池进行恒电流充放电测试,考察了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果证明,随着材料微观形貌和粒径的改变,其电化学性能也有明显的差异.部分合成材料具有较好的电化学性能,具有较大的放电比容量和稳定的循环充放电性能.     

放电等离子烧结法制备的Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体

采用放电等离子烧结和化学气相沉积技术制备烧结型Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体,并对磁体的密度、微结构、磁性能进行了分析与表征.研究表明,采用Fe(CO)5热分解化学气相沉积法能实现纯净的纳米单质铁对磁粉表面的均匀包覆,并得到Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁粉,包覆的纳米铁颗粒尺寸仅为50nm左右.将复合磁粉经放电等离子烧结,可实现快速致密化,当烧结温度达700℃,Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体已接近全致密,其晶粒大小约为100nm.该磁体的综合磁性能达到:Br=0.79T,Hcj=1201kA/m,Hcb=507kA/m,(BH)max=103 kJ/m3.     

α〃-Fe16N2的制备及性能研究

通过球磨α-Fe和脲的混合粉末,制得α'C-Fe(N)超细粉末,其N原子摩尔分数x为8.8%,饱和磁化强度σs为242.7A.m2/kg.再经160℃真空退火10h,部分α-Fe(N)相转变为α"-Fe16N2相,样品中α"-Fe16N2相的质量分数为23.5%,σs约为287A.M2/kg.在350℃退火1h,α"-Fe16N2转变为α-Fe相和γ'-Fe4N相.     

超声辅助共沉淀法制备的NiFe2O4纳米颗粒

以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,利用超声辅助共沉淀法制得纳米晶NiFe2O4前驱体,通过焙烧前驱体得到反尖晶石型NiFe2O4纳米颗粒.采用x射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM).动态光散射(DLS)和Zeta电位对前驱体及其热解产品进行表征.结果表明,前驱体的平均晶粒粒径及分...     

高能球磨法制备的SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉的结构和磁性能

通过高能球磨法制备了SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉,研究了α-Fe含量对SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉磁性能、微观结构及交换耦合作用的影响。XRD分析结果表明,α-Fe的复合没有改变SmCo_5的晶体结构(仍为Ca Cu5结构)。磁性能测试结果表明,随着α-Fe含量的增加,SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉的矫顽力Hcj逐渐减小,剩磁Mr和最大磁能积(BH)max逐渐增大,当α-Fe含量为5wt%时,磁粉获得较优磁性能:Hcj=7.92k Oe,Br=3.04k G,(BH)max=1.30MGOe。Henkel曲线表明,磁粉内部产生了强烈的交换耦合作用。     

导电聚苯胺/γ-Fe2O3纳米复合物的红外与微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了γ-Fe2O3纳米粉料,然后通过原位聚合方法制备了质子酸掺杂的聚苯胺(PANI)/γ-Fe2O3纳米复合材料.对其形貌、微结构以及电导率分别用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和四探针法进行了表征,用矢量网络分析仪和傅立叶红外谱仪(FTIR)测试分析了样品的微波、红外吸收特性.发现PANI/ 5 wt% γ-Fe2O3复合材料在7～18GHz频率范围内最大反射式吸波衰减为-25dB, 吸波衰减小于-8dB的有效带宽为4.6GHz,比未复合的导电聚苯胺和纳米γ-Fe2O3材料具有更优越的微波吸收性能,但随着γ-Fe2O3的含量分别增加到10%和20% 时,复合物的带宽变窄,微波吸收性能下降;另外,PANI/ 5wt% γ-Fe2O3复合物与纳米γ-Fe2O3材料以及导电聚苯胺相比,红外吸收特性得到了显著增强,在3276cm-1波数附近的透过率仅为17%、1700cm-1 ～1100cm-1范围内透过率均小于40%.同时对PANI/γ-Fe2O3纳米复合材料的微波和红外吸收机理进行了初步探讨.     

固相烧结法制备的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒

采用一种纳米颗粒的新型制备方法,即固相烧结方法,成功制备出单分散的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒。利用金属前驱体粉末混合在NaCl介质中高温下分解金属原子在NaCl颗粒上聚集长大,在空气中烧结氧化形成纳米颗粒。NaCl介质既作为纳米粒子成核和长大的基底,又作为隔离介质防止纳米颗粒在高温加热过程中出现烧结团聚现象。在制备过程中除了金属前驱体和NaCl,没有其他试剂使用。通过XRD、TEM、VSM等对制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒进行了物相结构和成分、微观形貌及磁性能的表征。结果表明,制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒颗粒尺寸小,结晶性好,且尺寸分布均匀。     

溶剂热还原法制备的镍纳米颗粒

以乙二胺作溶剂,在聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,用KBH4还原NiCl2制备镍纳米颗粒。反应温度为160℃,反应时间为10h。X射线粉末衍射(XRD)结果显示,产物为单相的面心立方晶镍。透射电子显微镜(TEM)结果显示,产物为尺寸均匀的球形颗粒,颗粒直径在30~50nm,颗粒分布均匀,表面光洁。镍纳米微粉的矫顽力为9.89kA/m。     

超声振荡结合液相还原法合成尖晶石LiMn2O4

采用超声振荡结合液相还原法,制备尖晶石LiMn2O4,对产物进行XRD、SEM分析及电化学性能测试.超声振荡生成的前驱体具有更接近尖晶石的过渡结构,制得的LiMn2O4粒子更致密、均匀.在3.5～4.5V循环,0.1C首次放电比容量为126 mAh/g,第50次循环的放电比容量为122 mAh/g.     

放电等离子烧结制备的Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合永磁材料

采用粉末混合技术和放电等离子烧结制备出各向同性Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体.Fe的加入使磁体的剩磁增强,矫顽力降低.当(NdDy)14Fe79.5Ga0.5B6中Fe粉添加量达到5wt%时,磁体综合性能最佳:Br=0.84T,Hcj=1474kA/m,(BH)max=105.3 kJ/m3.当Fe含量大于5wt%时,由于Fe的团聚严重,α-Fe与基体相Nd2Fe14B作用效果降低,从而导致磁体磁性能降低,退磁曲线呈明显的两相特征.为进一步提高磁体性能,对含5wt%Fe粉的热压磁体进行热变形,形变量为70%,与不含Fe粉的热变形磁体相比,剩磁有所提高,而矫顽力下降很大,磁体(BH)max从231kJ/m3提高到266kJ/m3.     

纳米Al2O3掺杂对NdFeB磁体磁性能和电阻率的影响

NdFeB磁体的电阻率很低,在大动力牵引机车电机工作条件下,涡流损耗明显,使工作温度过高,造成永磁体失磁,降低电机性能。通过高电阻率的纳米Al2O3掺杂来提高电阻率。采用NdFeB快淬粉,通过热压、热变形技术制备了不同质量分数纳米Al2O3掺杂的NdFeB磁体,研究了纳米Al2O3掺杂对NdFeB磁体的热压致密性、磁性能和电性能的影响。结果表明,随着Al2O3质量分数的提高,热压密度先增加后降低,电阻率逐渐增大,当Al2O3质量分数为1.5wt%时,电阻率增大了13%;但是,纳米Al2O3掺杂对磁性能影响很大,随着Al2O3含量的增加,矫顽力和剩磁都急剧下降。     

新型α-Al2O3结构陶瓷的研究

论述重点研究α—Al2O3结构陶瓷制作后的工艺方案设计，利用其机械强度高、硬度高、耐磨、耐高温等优点为模具制造工业开发的一种新型结构材料。     

共沉淀法制备纳米Fe_3O_4的正交实验研究及特性

以共沉淀法为基础,在实验室条件下制备出了超顺磁性纳米Fe_3O_4微粒,通过正交试验确定制备纳米Fe_3O_4微粒的最佳工艺条件:反应温度30℃、p H值10~12、晶化时间30min、Na OH浓度2.0mol/L、晶化温度70℃,并用XRD、TEM、VSM、SEM、IR测试手段对其做了表征,同时在此基础上制备出了机械性能良好、表面均匀光滑、具有磁响应的纳米Fe_3O_4/PVA复合膜。实验结果表明,与分析纯Fe_3O_4比较,最佳工艺条件制备的超顺磁性纳米级Fe_3O_4/PVA复合膜具有更好的磁响应性能以及均匀光滑的外观表面。     

水热法制备的Fe3O4磁流体

用水热法制备了纳米Fe3O4粒子，通过选用合适的分散剂和采用超声波分散的方法，制备出在重力场和磁场中稳定性好的水基磁流体，由正交实验结果分析出了影响水基Fe3O4磁流体性能的主要因素。最终得到最佳的反应条件：浓NH3H2O(AR)作为pH调节剂，Fe3 /Fe^2 的比值R=1.75，水热反应温度t=160℃，反应时间t=5h。采用XRD、粒度仪和磁天平等对所制备的产物进行了分析表征，确定产物为单一相的Fe3O4，平均粒度为35nm，比表面积为85m2／g，饱和磁化强度为80A．m^2/kg；所制得的磁流体在320mT的强磁场中无明显的分层现象，在可见光的照射和磁场共同作用下，肉眼可以看到有明亮的光环产生。     

纳米Al2O3颗粒对植物绝缘油微观特性影响的分子模拟研究

采用分子模拟的方法研究了纳米Al2O3对植物绝缘油微观特性的影响,并通过试验加以验证.对纳米Al2O3与植物油分子的表面相互作用机理进行了分析,建立了未改性和改性后的植物油模型,研究分析其中的氢键、油分子的径向分布函数(RDF)和水分子的扩散系数等参数,同时对不同改性浓度纳米Al2O3的植物油进行了热老化实验.结果 表明:改性植物油模型中的氢键数量更多,RDF的峰值更大,水分子的扩散系数更小.热老化过程中改性油的介质损耗小于未改性油,表明纳米Al2O3改性植物绝缘油具有优良的稳定性,改性植物绝缘油的热稳定性和绝缘性能得到增强.     

固体电解质β"-Al2O3制备工艺的研究

为了探讨固体电解质β'-Al2O3的制备工艺,采用热分析技术研究β'-Al2O3的形成过程,并通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)等考察煅烧温度及稳定剂Li2O的添加方式对电解质的相组成和显微结构的影响。结果表明,在Na2O-Al2O3体系中,β'-Al2O3从1300℃开始发生相转变。在Li2O-Na2O-Al2O3体系中,Li2O·5Al2O3比Li2CO3更容易稳定β'-Al2O3相,且烧结体的显微结构更为均匀。而如将Li2O·5Al2O3和Li2CO3稳定Na2O5Al2O3,能制得性能更优的电解质陶瓷。     

γ-Fe_2O_3/SiO_2复合磁性纳米粒子制备与表征

将粒径约40nm的γ-Fe2O3纳米粒子加入到正硅酸四乙酯凝胶体系中,经水解、缩合,用溶胶-凝胶法制备得到了核壳结构的γ-Fe2O3/SiO2复合磁性纳米粒子,并通过透射电镜、X射线衍射、红外光谱、比表面测定仪、振动样品磁强计等手段对产物进行了表征。结果表明,γ-Fe2O3/SiO2粒子呈立方体形,粒径约70nm;包覆层为无定型的SiO2;复合磁性纳米粒子表现出顺磁性和良好的磁响应性(44.78 A·m2/kg),其完整包覆率为59.1%。     

γ-Fe2O3/碳纳米管复合材料的化学气相法制备及磁性

利用化学气相沉积法,以二茂铁和水为原料,在碳纳米管表面包覆氧化铁纳米颗粒,制备出磁性氧化铁/碳纳米管复合材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)对复合材料进行了表征。结果表明,包覆在碳纳米管上的是γ相Fe2O3纳米颗粒,它们均匀分布在碳纳米管表面。随着合成温度的升高,γ-Fe2O3纳米颗粒的平均粒径增大,γ-Fe2O3/碳纳米管复合材料的饱和磁化强度和矫顽力也随之增大。因此,通过简单的合成温度调节即可以实现碳纳米管复合材料纳米颗粒尺寸和磁性的控制。     

共沉淀法制备的磁性MnFe2O4纳米粒子的性质

利用共沉淀法制备了MnFe2O4 纳米磁性微粒, 并将样品置于2mol/L硝酸溶液中修饰, 使其表面具备电荷.用粉末X射线衍射、超导量子干涉衍射仪、穆斯堡尔谱仪及红外光谱对样品进行了表征, 结果表明样品呈单相尖晶石结构,晶粒尺寸30nm,呈超顺磁性, 是药物分子的良好载体.