ZrO2增韧β″-Al2O3陶瓷烧结制度研究

作为钠硫电池的核心部件,β″-Al2O3陶瓷强度的提高是改善电池性能和延长电池寿命的关键。采用质量百分数为10%的3Y-ZrO2作为添加剂,并运用固相球磨的方式制备了β″-Al2O3陶瓷,通过收缩率测量、显微结构测试及相组成分析,得出最佳转相温度为1 410℃,最佳烧结温度和保温时间分别为1 500℃和2h。在此烧结制度下制备的β″-Al2O3陶瓷,微观结构均匀,断裂韧性较未添加ZrO2的陶瓷提高36.4%,交流阻抗法测得350℃时的电阻率约为5.75Ω·cm。     

Y2O3/La2O3/Al2O3/Cu复合材料的制备与性能

采用含氧氮气(N2/O2)雾化喷射沉积技术制备Y-La-Al-Cu系多元系合金,通过化学反应原位生成(内氧化法)Y2O3/La2O3/Al2O3/Cu多相氧化物颗粒增强铜基复合材料,并对材料的显微组织、力学物理性能和电学性能进行研究。结果表明,通过喷射沉积技术并结合内氧化工艺,可制得具有较好微观组织、形成的增强相弥散分布于基体、组织致密的Y2O3/La2O3/Al2O3/Cu多相氧化颗粒增强铜基复合材料;随着冷加工变形量的增加,Y2O3/La2O3/Al2O3/Cu多相氧化颗粒增强铜基复合材料的抗拉强度和硬度提高,而材料的延伸率与导电率逐渐降低。     

凝胶注模成型钠β″氧化铝陶瓷的研究

对钠β″氧化铝(Na-β″-Al2O3)陶瓷的凝胶注模成型进行了系统的研究。以多铝酸锂和多铝酸钠陶瓷粉体为前驱体,采用机械球磨的方法制备了Na-β″-Al2O3前驱粉的陶瓷浆料。通过旋转流变仪对浆料的流变学性能进行了研究,发现浆料主要表现出先剪切变稀再剪切增稠的特性。在引发剂作用下,成功制备了Na-β″-Al2O3前驱粉的陶瓷坯体并烧结成瓷。使用扫描电镜观测了陶瓷素坯和烧结体的微观形貌。用三点弯曲法测得烧结后陶瓷的抗折强度约为230MPa,交流阻抗法测得350℃时Na-β″-Al2O3陶瓷的电阻率约为4.8Ω·cm。     

形变与热处理对Y2O3/Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响

通过对0.3%Y2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料冷拉拔以及随后的退火工艺,研究了形变及热处理对材料力学性能、导电性能及其组织结构的影响规律。结果表明,随着冷拉拔变形量的增加,0.3%Y2O3/0.3%Al2O3/Cu复合材料的等轴晶粒逐渐沿其变形方向被拉长,材料的抗拉强度增加,导电率下降。变形量为70%时抗拉强度达到峰值,进一步形变后材料出现加工软化。随退火温度的升高,材料的导电率提高,显微硬度下降。显微组织中重新生成无畸变的等轴晶粒。退火后材料力学性能得到改善,断口形貌呈现出大而深的韧窝组织与撕裂棱。     

油酸表面改性对Fe3O4纳米粒子结构和分散性的影响

以NH3.H2O为沉淀剂,利用化学共沉淀法制备粒径分布均匀的超顺磁性纳米Fe3O4粒子。针对Fe3O4纳米粒子易团聚的现象,采用有机化合物油酸对其进行表面改性。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及振动样品磁强计(VSM)等手段对Fe3O4纳米粒子进行结构与性能表征。结果表明,所得Fe3O4纳米粒子平均粒径为20nm、粒径分布窄、饱和磁化强度为70.29 A.m2/kg,矫顽力为零,具有超顺磁性。利用油酸进行表面改性可有效降低Fe3O4纳米粒子的团聚,使其分散度得到提高。     

钠离子电池材料P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2掺杂的研究进展

从电化学性能和充放电机理角度,介绍P2-Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂材料。针对影响P2-Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂材料电化学性能的因素,重点介绍元素掺杂对于材料充放电机制的影响和电化学性能的提升效果。     

β-Ga2O3(010)表面对新型环保绝缘气体CF3SO2F的气敏响应特性

CF₃SO₂F作为一种新型的环保绝缘气体,有望取代绝缘气体SF₆。考虑到CF₃SO₂F的生物毒性,开发用于泄漏检测的高灵敏度传感器具有重要的工程意义。为此,基于第一性原理,计算分析了本征β-Ga₂O₃(010)表面对CF₃SO₂F的气敏响应特性以及氧空位缺陷对CF₃SO₂F在β-Ga₂O₃(010)表面吸附性质的影响。CF₃SO₂F吸附前后,本征β-Ga₂O₃(010)表面吸附体系的功函数发生了显著变化,且室温下的恢复时间短。此外,环境分子O₂和CO₂的存在并不影响本征β-Ga₂O₃(010)表面对CF₃SO<...     

负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2特性及数值模拟

利用负载型K2CO3/Al2O3吸收剂吸收燃煤电厂烟气中的CO2是一种较好的CO2减排方法。在小型鼓泡床试验台上对K2CO3/Al2O3吸收剂吸收CO2的特性进行了研究。结果表明,K2CO3/Al2O3吸收剂具有良好的CO2吸收性能,吸收剂转化率超过70%,在反应开始3min内CO2的脱除率达到了100%。基于K-L鼓泡床两相模型建立了负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2的数学模型,化学反应源项采用了颗粒缩核模型。CO2脱除率和K2CO3/Al2O3吸收剂转化率的模拟值与试验值较吻合,同时模型给出反应气体在气泡相和乳化相中的浓度分布,揭示了反应器某些细节特征。利用所建立的模型对试验系统进行了分析计算,结果表明,增加CO2浓度不利于提高CO2脱除率。增加流化数,气泡速度和直径均迅速增大,CO2脱除率迅速降低。增加床料量有利于提高CO2脱除率。模型的预测结果具备一定的合理性和准确性,为开展相应的试验研究和系统设计提供了基础数据。     

BaTi0.75Zr0.25O3陶瓷的低温烧结及介电性能研究

通过掺入不同含量的B2O3对BaTi0.75Zr0.25O3(BZT)陶瓷进行低温烧结,研究其对介电性能的影响,并采用X射线衍射进行物相分析。结果表明:掺杂B2O3的BZT陶瓷在1 150℃烧结温度下得到的主晶相均为钙钛矿,且不存在明显的杂相。观察试样的表面形貌,当B2O3掺杂量为0%～1.5%时,陶瓷晶粒尺寸逐渐变大,而掺杂量为1.5%～2.5%时,晶粒尺寸稍微变小。随着B2O3含量的增加,BZT陶瓷的介电常数降低,介质损耗略微增大。与未掺杂的BZT陶瓷相比,掺杂B2O3的BZT陶瓷的烧结温度下降了300℃,掺杂1.5%B2O3的BZT陶瓷的结构和介电性能较好。     

热刺激电流法研究Al2O3陶瓷陷阱分布

利用独立开发的TSC试验系统,成功测量了厚达1 mm氧化铝陶瓷的热刺激电流特性。在世界上首次用试验证明,采用TSC法对接近工况Al2O3陶瓷进行研究是有效的。试验结果表明,Al2O3陶瓷试样的热刺激电流特性随金属氧化物添加剂的不同而不同。分析表明,金属氧化物添加剂显著影响氧化铝陶瓷的陷阱能级分布。     

纳米Fe3O4对装甲车辆用磁流变液性能的影响

针对装甲车辆对磁流变液的特殊使用要求,制备了添加纳米Fe3O4的磁流变液。研究了纳米Fe3O4磁性颗粒含量对磁流变液性能的影响。结果表明,加入适量的纳米Fe3O4(如1%)不但可以提高磁流变液的剪切应力,降低磁流变液的零场粘度,同时可提高磁流变液的沉降稳定性。选取加入纳米Fe3O4量为5%的磁流变液进行试验研究,结果表明:低温条件下,磁流变液粘度变大,剪切应力增大;高温条件下,磁流变液粘度变小,剪切应力减小。耐久性试验表明经过6000km的工况后磁流变减振器阻尼力衰减不大,证明制备的磁流变液能较好满足装甲车辆的要求。     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究

针对V2O5-WO3/Ti O2商用催化剂,采用电称低压冲击器(ELPI)、PM10/PM2.5采样器、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜-能谱分析(FSEM-EDX)等对SCR烟气脱硝中形成的细颗粒粒径分布、形貌、元素及物相组成进行了测试分析,并研究了烟气组分及反应条件对SCR脱硝系统出口细颗粒物性的影响。结果表明,SCR脱硝过程中会形成不少亚微米级颗粒,主要成分为硫酸铵以及硫酸氢氨,晶型呈块状。细颗粒生成量随反应温度的升高和NH3/NO摩尔比的增加而增加,在脱硝效率较高时,颗粒物形成量也趋于增多;烟气中SO2、H2O和O2浓度的增加均会导致细颗粒物形成量的增加。导致细颗粒物产生的主要原因可归结于催化剂的活性组分对SO2的氧化以及SCR脱硝反应中NH3的逃逸。     

CuO/g-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/g-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备纳米孔径的CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。两类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70％以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了两类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化,是脱硝效率下降的主要原因。CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO2生成有利于脱硝反应的进行。NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高催化剂了脱硝效率。催化剂反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,其再与吸附催化剂上的NH3反应。     

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。     

水分含量对Al2O3/XLPE纳米复合材料电荷输运特性的影响

为了研究水分含量对聚乙烯纳米复合材料电荷输运特性的影响,选取氧化铝/交联聚乙烯(Al₂O₃/XLPE)复合材料作为研究对象,测量在吸水前后试样电导率和空间电荷特性的变化,并通过测量具有阻挡层的多层结构的空间电荷,估算吸水前后试样的载流子迁移率数值的变化。结果表明：Al₂O₃/XLPE的电导率在吸水后下降,试样内部主要积聚同极性电荷。通过分析吸水前后试样的载流子迁移率的变化,认为在Al₂O₃/XLPE中,水分子与试样中的纳米Al₂O₃粒子紧密结合,复合介质界面增大,深陷阱密度增大,使得载流子迁移率下降,最终导致Al₂O₃/XLPE的电导率随水分的增加而下降,同时抑制注入电荷向对侧迁移,从而在试样中形成同极性电荷。     

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。     

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。     

层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料合成及电化学性能

首次提出以碳酸盐为沉淀剂,采用共沉淀法制备Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,再和锂源混合高温固相合成了锂离子蓄电池层状LiNi1/2Co1/3Mn1/3O2正极材料.采用X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构及形貌进行了表征,SEM测试表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀.并对其进行了充放电性能和循环伏安研究,实验结果表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3/3O2在25℃、2.5～4.6 V电压范围,0.1 C倍率下,首次放电比容量达182.97 mAh/g.     

0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的电化学行为及结构稳定性研究

对低温燃烧法合成的富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的充放电性能、充放电循环过程中Mn离子的价态变化、电化学阻抗变化以及正极材料的结构变化进行了系统的研究。研究结果表明,在开头的若干次充放电循环中,富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的放电比容量随循环次数的增加而增加,经过若干次循环后可以达到一个相当高的水平,其循环性能良好。以0.1 C在2.5～4.6 V之间充放电,放电比容量可达244 mAh/g,第50次循环,仍保有233 mAh/g。充放电过程中晶格中的Mn4+离子部分转变为Mn3+并参与电化学反应,这是造成放电比容量随循环次数增加而增加的原因,而显微结构和晶体结构保持稳定及电化学阻抗的降低是材料具有良好循环性能的原因。