粉煤灰综合利用技术进展

从环境保护和能源可持续发展角度,叙述了我国目前主要的粉煤灰综合利用技术,重点讨论了高掺量粉煤灰水泥,粉煤灰砌块,粉煤灰多孔轻质建筑板材等实用技术,并讨论了高碳粉煤灰分选除碳技术的进展状况.     

机器学习在固体氧化物燃料电池、锂电池、CO_(2)电还原催化剂中的研究进展EI北大核心CSCD

随着清洁能源系统的推广应用,锂离子电池、固体氧化物燃料电池作为清洁能源器件受到广泛的关注。然而,作为复杂的电力动力系统,电池的商用化一直面临长时间、多维度、高精度的性能预测需求,一些新型的电池性能预测方法仍处于起步探索阶段。近年来,随着人工智能的普及与推广,机器学习这项基于传统人工神经网络的技术被国内外研究者所重视。机器学习等数据科学的最新进展为科学和工程界提供了灵活而快速的预测框架,在材料研发等方面显示出巨大的应用前景。本工作总结了采用机器学习方法用于固态氧化物燃料电池、锂电池、CO_(2)电化学还原催化剂的最新进展,并对未来的发展方向提出了若干建议。     

铝矾土压制成型制备氧化铝陶瓷

成型技术是制备陶瓷材料的一个重要环节.本文探索了压制成型方法及其影响因素,并以氧化铝为例,描述了陶瓷制备的工艺过程.在适宜条件下,压制成型的氧化铝坯体,经过1 580～1 630℃烧结后,获得氧化铝陶瓷.瓷体的线收缩均在18%～20%之间,相对密度＞94%,维氏硬度1350～1400MPa.     

粉煤灰基地质聚合物材料性能研究

采用3种不同成分的粉煤灰在碱激发剂的作用下制备地质聚合物,研究了粉煤灰成分对地质聚合物抗压强度的影响,采用SEM和XRD对样品进行表征.结果表明,粉煤灰中Al含量高时,地质聚合物初期强度增长较快;Si含量高时,后期强度增长较快;Ca含量高时,样品中出现C-S-H胶体,它们对材料的强度有一定贡献.     

粉煤灰地质聚合物凝结时间的研究

本文研究了水量、碱量、水玻璃量和矿渣对粉煤灰(FA)地质聚合物凝结时间的影响.用扫描电子显微镜(SEM)对样品微观形貌进行了表征,用核磁共震(~(29)SiNMR)对激发剂的结构进行了表征.结果表明:H_2O/FA比对凝结时间影响较大,当H_2O/FA比从0.29增加到0.36,终凝时间由120 min增加到280 min;NaOH/FA比对凝结时间和抗压强度的影响一致,它们均随NaOH/FA比的增加而提高,当NaOH/FA比为0.1时,终凝时间最长为200 min,抗压强度最高为70 MPa;Na_2SiO_3/FA比对地质聚合物凝结时间影响不大;加入矿渣使凝结时间明显缩短.粉煤灰地质聚合物的凝结时间可以通过H_2O/FA质量比、NaOH/FA质量比和加入矿渣进行调节.     

Li2O助烧的Gd0.1Ce0.9O1.95烧结过程及其电导性能研究

氧化铈基电解质是中低温固体氧化物燃料电池最常用的材料之一。本研究利用密度泛函理论计算方法阐述了Li₂O和CeO₂分子之间的相互作用, 计算结果表明Li₂O对CeO₂具有助烧作用。在此基础上, 在氧化铈基电解质Gd_0.1Ce_0.9O_1.95(GDC)中掺入不同比例(0~5mol%)Li₂O, 通过烧结曲线测试及扫描电镜分析了其实际烧结过程, 并对其电化学性能进行了研究。实验结果表明, 添加Li₂O后, GDC的烧结开始收缩温度明显向低温偏移, 随掺杂量的增加, 最大收缩速率的温度也逐渐降低, 其中掺入2.5mol%Li₂O-GDC在650 ℃就开始迅速收缩, 900 ℃时相对致密度在99%以上; 添加Li₂O后, GDC总电导率提高, 同时电池开路电压没有降低。因此, Li₂O是一种很好的燃料电池氧化铈基电解质的助烧剂, 具有很好的应用前景。     

铬基合金连接体材料在固体氧化物燃料电池中的应用

主要介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的铬(Cr)基合金连接体材料的发展现状.Cr基合金具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和导电性能等,是目前连接体材料中的研究热点之一.在SOFC阴极环境中,容易形成氧化层,同时由于Cr的扩散和挥发还可能导致阴极中毒,合金中掺杂稀土元素(Y、La、Ce和Zr)可以抑制Cr2O3层的生成.在阳极环境中,Cr基合金的表现优于阴极.与Al2O3、NiO、MgO和TiO2等相比,Cr2O3基氧化层具有较好的综合性能,其耐高温(1100 ℃)、热膨胀系数(9.6×10-6K-1)和YSZ电解质(10.8×10-6K-1)相近、且具有较好的导电性.目前,Cr基合金的研究重点是氧化物弥散强化(ODS)合金,使用最多的是Cr5Fe1Y2O3,其热膨胀系数为9×10-6K-1～10×10-6K-1(1000 ℃),抗氧化性能较好.     

彩色镁水泥胶结粉煤灰砌块

本文叙述了彩色镁水泥胶结构煤灰砌块生产的工艺过程,讨论了和种工艺因素对砌块性能的影响,通过严格的工艺控制,可以制得性能优良的彩色镁水泥胶结粉煤灰砌块。     

空气中无压烧结Al2O3/SiC陶瓷的微观结构及性能

研究了Al2O3/SiC陶瓷在空气中的烧结行为,实现了该体系在空气中的致密化烧结,1600℃添加10%(体积分数,下同)SiC的试样致密度达到97.6%,维氏硬度达到14.45GPa.探讨了烧结温度与SiC含量对Al2O3/SiC陶瓷微观结构和致密度、硬度等性能的影响,高温下烧结可得到较致密的陶瓷,但SiC含量超过30%的试样会产生"夹心"现象.探索了粉末埋烧对陶瓷致密度的影响,表明埋烧的方法可以降低低SiC含量试样的气孔率,起到抑制氧化的作用.     

混合电导陶瓷材料研究进展

一些氧化物具有良好的离子导电性能和电子导电性能，这种物质被称为混合离子一电子导体，即混合电导材料。此类材料可以是单相材料，也可以是复相材料。通常制成薄膜状或管状，用于固体氧化物燃料电池和氧传感器的电极材料，也可以作为透氧膜材料。文中介绍了混合电导材料的结构、粉料及坯体的制备方法及应用，展望了今后的发展方向。