铝-锂合金阳极氧化及膜层性能的研究

采用恒电压直流方法,在硫酸溶液中铝一锂合金表面能形成阳极氧化膜.用扫描电子显微镜和腐蚀电化学方法研究了添加剂对氧化膜层表面形貌和膜层硬度及耐蚀性能的影响.结果表明:氧化液中加入草酸,氧化膜硬度显著提高;加入草酸和硫酸镍,铝-锂合金阳极化膜层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中耐蚀性能最优.     

锂盐封闭铝阳极氧化膜的应用研究

针对锂盐封闭铝阳极氧化膜在工业化生产应用中，容易出现封闭表面起粉、贴复合膜粘胶、封闭电解着色料出现“变色”、封闭质量检测失重值难达标等几大问题，通过一系列对比试验与论证试验，结合生产实践与经验，提出了解决问题的一些措施。     

纳米Li4Ti5O12前驱体的电合成及其溶胶-凝胶过程

采用“牺牲”金属阳极溶解法在乙醇和乙酰丙酮混合溶液中，先加入0．12g锂片，在所得溶液中恒流为0．2A电解钛片6h，制得复合氧化物纳米粉体Li4Ti5O12的前驱体Li4Ti5（OEt）（24-n（acae）n[aeae为乙酰丙酮基]。产物通过红外光谱（FT IR）、X射线衍射（XRD）、电子透射显微镜（TEM）进行表征。实验表明，电解温度控制在35～40℃、导电盐Bu4NBr浓度为0．040-0．045mol／L之间电流效率达到90％左右；在温度为40℃、浓度为0．2mol／L、pH=8．5时进行水解，产率为89％，水解后的干凝胶粒径10～15nm。     

石墨烯添加剂与电流密度对铝锂合金阳极氧化膜层耐蚀性能的影响

本文以Al-Li-Cu-Mg合金为研究对象,在混酸电解液体系下进行阳极氧化处理,制备不同电流密度以及石墨烯掺入后的氧化膜。通过SEM、XRD、EDS等分析测试手段分析了各参数下膜层的表面与截面形貌、元素、物相组成等,并通过电化学工作站等仪器分别分析了膜层的耐蚀等性能。研究不同电流大小与石墨烯掺入后对膜层性能的影响机制。结果表明：电流密度的增加会使得材料膜层的厚度先增后减、缺陷增加,耐蚀性能先增后减,阳极氧化膜耐蚀性能最佳电流密度为15 A/dm²。同时石墨烯的掺入会降低膜层耐蚀性,阳极氧化膜腐蚀电流密度为4.898×10^-7 A·cm^-2。     

植酸对镁-锂合金阳极氧化膜的影响

利用无铬阳极氧化技术在镁-锂合金表面生成了阳极氧化膜,通过扫描电镜、X射线衍射、极化曲线和电化学阻抗谱等测试技术对氧化膜进行了表面形貌、晶相组成和耐蚀性能的研究。讨论了在基本电解液里添加植酸对氧化膜性能的影响。研究结果表明:基本电解液中加入植酸后获得的氧化膜表面形貌没有得到很大改善,仍然存在孔洞;当植酸的质量浓度达到10.0 g/L时,可得到表面光滑亮白、耐蚀性最好的阳极氧化膜。     

镁-锂合金阳极氧化膜封孔工艺的研究

采用硅酸盐、硅溶胶、钛溶胶和稀土转化四种工艺对镁-锂合金阳极氧化膜进行封孔后处理.采用了扫描电镜、点滴实验和极化曲线测试分别对封孔前、后氧化膜的表面形貌和耐蚀性能进行表征.结果表明:经4种封孔工艺处理后的氧化膜表面形貌得到了不同程度的改善,耐蚀性能都比未封孔前有所提高;在质量分数为3.5%的NaCl腐蚀介质中,经稀土转化封孔后的氧化膜耐蚀性能最好.     

氨基乙酸对镁-锂合金阳极氧化膜的影响

在镁-锂合金阳极氧化中以氨基乙酸为添加剂制取氧化膜,并讨论氨基乙酸对氧化膜结构、形貌及性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、无损涡流测厚仪、极化曲线(Tafel)和电化学交流阻抗谱(EIS)等分析了镁-锂合金基体和氧化膜的组成、表面形貌、厚度以及耐蚀性,并讨论其耐蚀机理.结果表明:阳极氧化膜主要由氧化镁、氢氧化镁和氢氧化锂构成;随着氨基乙酸的质量浓度的增加,阳极氧化膜趋于平整、致密,孔洞均匀;添加氨基乙酸形成的阳极氧化膜的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度变小,当其质量浓度为6 g/L时,氧化膜耐蚀性最优,自腐蚀电流密度为1.12×10-7A/cm2;但当氨基乙酸的质量浓度过高时,氧化膜耐蚀性反而下降.电化学阻抗谱对氧化膜耐蚀性变化规律的分析与极化曲线结果相一致.     

热处理改性石墨的嵌锂行为

通过浸渍的方法在天然鳞片石墨的表面包覆上一层酚醛树脂,然后在N2保护下于600℃-1000℃炭化1h制得改性石墨。应用TG－DTA法研究了酚醛树脂的热失重行为;SEM,XRD及恒电流充放电等技术研究了所得改性石墨的表面物理形态、微晶结构及恒电流充放电性能。结果表明包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落,从而提高了石墨的循环稳定性。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测量铝-锂合金阳极氧化液中的Li含量

建立了采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测量铝-锂合金铬酸阳极氧化液中Li含量的分析方法,探讨了在标准溶液中加入铬酸酐、钇离子和氯化铷对测量结果的影响。结果表明,铬酸酐和钇离子的加入,使测量方法的准确度提高,铷元素的加入,能够抑制铬元素含量的测量结果随重复测量的增加而降低的现象。该方法的检出限为0.00172μg/g;样品的回收率为99.428%~100.426%,相对标准偏差RSD(n=24)为0.236%。该方法准确、快速,具有良好的精密度和准确度,能够满足日常生产监控需要。     

镁-锂合金阳极氧化工艺的研究

采用阳极氧化技术提高镁一锂合金的耐蚀性.使用一种无铬环保型碱性电解液得到了有一定耐蚀性的白色氧化膜.用正交实验优选了电解液中三种组分的质量浓度;用扫描电镜分析了氧化膜表面形貌;用极化曲线研究了氧化膜的电化学腐蚀行为.结果表明:当电解液组成为NaOH 50 g/L,Na2SiO3·9H20 40 g/L,Na2B47·10H2O 30 g/L,Na3C6H5O7·2H2O 40g/L时,获得的阳极氧化膜的耐蚀性最好.EDS和XRD分析表明:氧化膜主要是由MgO,MgCO3两相组成.     

锂离子电池硅基阳极预锂化研究进展

硅基阳极材料具有超高的理论比容量，是替代石墨类材料、提高锂离子电池能量密度的有效途径。但与石墨类材料相比，硅基阳极材料在首次嵌锂过程中，会大量消耗来自正极的锂离子，造成活性锂损失，形成较大的初始不可逆容量，影响材料的首次库伦效率，严重降低了锂离子电池的能量密度。预锂化技术，通过使电极材料接触额外的锂源，可以补偿锂离子电池在首次循环过程中造成的活性锂损失，是目前提高锂离子电池首次库伦效率的最有效手段，可使锂离子电池获得更高的能量密度和更好的循环性能。对当前主要的预锂化手段进行了概述，总结了各种预锂化技术的优缺点，并提出预锂化技术未来面临的挑战，为预锂化策略的实际性应用提供方向。     

铝锂合金混合酸阳极氧化及无铬封闭研究

为有效提高铝锂合金的耐蚀性能,采用混合酸电解液(硫酸与柠檬酸的混合溶液)进行阳极氧化,然后对阳极氧化膜进行无铬封闭处理,并对阳极氧化膜的微观形貌、表面成分、厚度和耐蚀性能进行了分析表征。结果表明:混合酸阳极氧化后铝锂合金表面形成了均匀多孔的阳极氧化膜,主要含有Al、S和O元素,厚度为12.8μm,其耐蚀性能好于铝锂合金。沸水封闭、锆盐封闭、镍盐封闭和铈盐封闭对阳极氧化膜的厚度几乎没有影响,但封闭后阳极氧化膜表面平整度和致密性改善,耐蚀性能明显提高。铈盐封闭过程中同时生成水合氧化铝、铈氢氧化物和铈氧化物,更好的填充覆盖了孔洞,封闭效果好于沸水封闭、锆盐封闭和镍盐封闭,因此铈盐封闭阳极氧化膜表面更平整致密,抵御腐蚀能力增强,电荷转移电阻较铝锂合金提高了超过一个数量级,腐蚀失重仅为铝锂合金的1/9,可以显著提高铝锂合金的耐蚀性能。     

量化分析锂供需与锂价格的联动关系

全球能源转型快速推进,作为能源转型代表的电动汽车的发展如火如荼。锂作为电动汽车电池的基础原材料,近年价格快速上涨,在2022年3月创下超过50万元/t的高价,超过2020年最低价的10倍。介绍了全球锂资源的存在形式及化学组成、锂资源量和锂储量,各种锂资源的提锂方法,锂供应来源和供应量,锂的用途、主要增长领域及需求量,以及中国所需锂的来源和主要增长领域。根据2019年1月至2022年2月中国锂供应量和锂需求量,对照此期间的锂价格变化,结合经济学术语论述中国锂供应量和需求量与价格的联动关系,得出结论：锂供需基本面决定锂价格、锂价格决定未来锂供需结构。在价格上行阶段,由于存在“牛鞭效应”及炒作,导致锂价格过大波动。最后提出防止锂价格过大波动、促进锂产业链健康发展的建议：1）加大国内锂资源开发力度,减少对外依存度,确保锂的供应能够满足快速增长的需求;2）加大锂供需透明度,减少需求量与实际消耗量的差异,避免价格过度波动;3）建立国家锂收储机制,在锂供应量大于需求量时进行收储,避免价格过渡下跌,在锂供应量小于需求量时释放储存锂,以抑制价格过渡上涨;4）锂产业链上下游企业加强风险意识,合理运用衍生品...     

铝-锂合金材料表面状态对阳极氧化膜性能的影响

为研究铝-锂合金材料的亚光面、亚面对铬酸阳极氧化膜性能的影响,通过扫描电镜观察了基材的亚光面、亚面及阳极氧化膜的形貌,测试了亚光面、亚面的膜厚及与漆膜的结合力,利用电化学试验测试亚光面、亚面膜层的耐蚀性。结果表明:铝-锂合金材料亚光面和它的氧化膜均比亚面平整光滑,但两面的氧化膜厚度、与漆膜的结合力及耐蚀性接近。     

氯碱工业用阳极评述

氯碱工业涉及国安民生，本文通过氯碱和阳极的发展史实，证明商品经济社会中，价值规律的主导作用。通过对比，我国均有差距，而当钌产贮贫乏，用面扩展，价格暴涨，已对金属阳极构成威胁；讨论了我国可能的对策 。     

植酸及铈盐溶液封闭对铝锂合金阳极氧化膜性能的影响

选用2099铝锂合金作为基体，制备阳极氧化膜，研究了电解液中植酸体积分数对阳极氧化膜的微观形貌、成分、厚度、硬度、耐磨性和耐蚀性能的影响。结果表明：添加适量植酸后，促使形成较平整、结构致密的阳极氧化膜，并使阳极氧化膜的厚度增加，抵御弹塑性变形能力和阻碍电化学腐蚀能力增强，因此硬度和耐蚀性能提高。而过量植酸的添加，导致阳极氧化膜表面疏松，厚度和硬度都降低，耐蚀性能随之下降。当电解液中植酸体积分数为5 mL/L时，制备的阳极氧化膜表面平整且结构致密，其厚度为14.2μm，硬度达到360.5 HV，电荷转移电阻与不添加植酸时制备的阳极氧化膜相比提高约1.58×10³Ω·cm²，表现出优良的耐蚀性能。该阳极氧化膜经铈盐溶液封闭后平整度和致密性明显改善，成分除了4种元素Al、O、C和P外，还含有Ce元素。封闭过程中反应产物的填补作用与覆盖封闭作用叠加，使铈盐封闭后阳极氧化膜的耐蚀性能更好，表现出优良的耐磨性能。     

电压对铝锂合金硬质阳极氧化膜性能的影响

选用2099铝锂合金作为基体进行硬质阳极氧化，并研究电压对硬质阳极氧化膜形貌特征、成分、厚度、硬度、耐磨和耐腐蚀性能的影响。结果表明：随着电压从50 V提高到90 V，硬质阳极氧化膜的结构趋于致密，然后变得疏松，表面粗糙度先降低后增加，厚度先增加后降低，导致硬度、耐磨与耐腐蚀性能表现出明显的差异，但硬质阳极氧化膜的元素组成未变。电压为70 V制备的硬质阳极氧化膜表面结构致密，厚度达到27.3μm，具有高硬度(457.4HV)、良好的耐磨和耐腐蚀性能，平均摩擦系数和腐蚀电流密度仅为0.49和2.02×10^-6 A/cm²，对铝锂合金的防护效率达到95.1%。由于电压提高逐步形成较致密的硬质阳极氧化膜并促使膜层增厚，承载能力、抵抗局部塑性变形能力、阻碍腐蚀介质渗透和抵抗腐蚀能力增强，因此硬质阳极氧化膜的性能明显提高。     

Li2O—Al2O3—SiO2系统中β—锂霞石的形成机理及其动力学

研究了名义组成为Li_2O·Al_2O_3·2SiO_2的配合料烧成时β-锂霞石形成机理及其动力学关系.探明了此固相反应系统在1000℃-1500℃(～1016℃)首先生成β-锂辉石(β-Li_2O·Al_2O_3·4Si0_2).随反应温度增高,Si~(4 )被(Li~ Al~(3 ))置换量增大,≥1050℃时开始形成β-锂霞石(β-Li_2O·Al_2o_3·2SiO_2),并随温度提高而加速.确认了β-锂霞石形成过程是受扩散控制;其反应动力学关系可用金斯特林格方程描述;反应速度的温度关系符合阿累尼斯方程,反应活化能E=837KJ/mol.依此可通过调整合成条件以控制β-锂霞石形成量及其它相组成,使其膨胀系数可在很宽范围内进行调节.合成了高负膨胀系数(-58×10~7)的良好单相性材料.