CeF3-modified LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode material for high-voltage Li-ion batteries

A facile chemical deposition method has been adopted to prepare cerium fluoride (CeF₃) surface modified LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ as cathode material for lithium-ion batteries. Structure analyses reveal that the surface of LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ particles is uniformly coated by CeF₃. Electrochemical tests indicate that the optimal CeF₃ content is 1 wt%. The 1 wt% CeF₃-coated LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ can deliver a discharge capacity of 107.1 mA h g⁻¹ even at 5 C rate, while the pristine does only 57.3 mA h g⁻¹. Compared to the pristine, the 1 wt% CeF₃-coated LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ exhibits the greatly enhanced capacity and cycling stability in the voltage range of 3.0–4.5 V, which suggests that the CeF₃ coating has the positive effect on the high-voltage application of LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂. According to the analyses from electrochemical impedance spectra, enhanced electrochemical performance is mainly because the stable CeF₃ coating layer can prevent the HF-containing electrolyte from continuously attacking the LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ cathode and retard the passivating layer growth on the cathode.     

板坯自动喷涂技术在热连轧带钢厂的应用

目的降低炉内氧化烧损,提高产品的成材率。方法板坯在上料辊道上及进加热炉前,当检测的板坯温度低于300℃时,利用辊刷及空气吹扫装置清理上下表面后,喷涂一层防高温氧化隔离剂,然后装炉加热,经热连轧成卷。为了减少隔离剂的浪费,提高喷涂效果与设备运行效率,将毛状细钢丝改为钢丝绳,截止阀到喷嘴的距离(需要清洗段)由原约4 m缩短为0.2 m,材质由软塑料管改为内径5 mm的铜管。因上料辊道长度短,超过300℃的热坯必须停留在喷涂罩内,且时间不固定,因此系统设置停留时间≤10 min则继续喷涂,否则,清洗管路,停止喷涂。为了解决停留后需继续喷涂,导致喷涂层厚度不均,最终造成中间坯同块钢出现温度陡降的问题,需要延迟溢流阀门关闭0.5 s,喷涂系统压力维持在0.3 MPa之内。结果成材率可以提高0.3%以上,吨钢涂料消耗控制在0.33 kg以内。结论通过优化喷涂设备结构、材质以及喷涂溢流阀门动作时序,控制系统压力,能实现自动喷涂,获得涂层均匀、节省涂料、提高成材率的效果。     

海洋平台桩腿防腐层修复三层包覆防护结构研究与应用

目的研究开发一种可在海水环境中施工的海洋平台桩腿飞溅区防腐层修复体系——三层包覆结构及其施工方法。方法通过材料研究及产品生产研究和性能评价及现场应用及检测,开发出满足防腐层修复的材料体系和施工方法。结果该三层包覆防护结构的自憎水密封油的憎水率达到98.4%,防腐带的拉伸强度达18.6 MPa,断裂伸长率达21.6%;防护套的拉伸强度达31.8 MPa,断裂伸长率达760%,抗紫外光时间达3000 h,三层包覆防护体系能够耐渤海湾百年一遇的冰冲击。结论研制的三层包覆防护材料能满足海洋环境的施工和防腐要求,同时满足海洋平台飞溅区桩腿防腐蚀和抗冰冲击的要求,是一种海洋平台桩腿及其他类似构筑物飞溅区腐蚀防护效果很好的修复技术。     

温度对铜表面喷涂层冷热疲劳性的影响及失效机理

文中用等离子喷涂在CuCo2Be表面制备了Cr3C2-NiCr涂层,并分别在500,550,600,650℃进行热震试验,研究温度对其疲劳寿命的影响;选用XRD,SEM,EDS等研究了涂层及化合物相的形成、不同温度热震后涂层内、外表面的微观形貌、氧化产物等.结果表明,涂层呈现层状,化合物为角状Cr3C2-NiCr,涂层与界面的结合以机械结合为主;XRD分析发现涂层中形成了一定非晶相,热震后涂层中存在铜、镍氧化物.分析其热震失效机制为:500℃时主要是热膨胀系数突变引起的应力与氧化共同作用;随热震温度升高,涂层与基体结合处应力增大,涂层失效机制逐步转变为应力主导失效.     

Fe基非晶涂层厚度与其爆炸喷涂沉积特性及性能

目的 评估沉积厚度对Fe基非晶涂层在殷瓦钢基体上服役性能的影响。方法 利用爆炸喷涂在殷瓦钢表面沉积了4种不同厚度(d_AC1≈50μm,d_AC2≈150μm,d_AC3≈250μm,d_AC4≈500μm)的Fe基非晶涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计、纳米压痕仪、液压式万能试验机、电化学工作站等,研究了涂层的微观结构、物相组成、显微硬度、弹性模量、残余应力、结合强度和电化学腐蚀特性。结果 不同厚度Fe基非晶涂层均未出现明显的晶化现象,AC1涂层的孔隙率明显较高(2.8%～1.4%),在厚度增至AC3时涂层与基体界面出现了明显的裂纹,且裂纹随着厚度的增加继续恶化,至AC4时在截面形貌上仅观察到少量界面结合连接区域;随着涂层厚度的增加,涂层孔隙率、冷却残余拉应力和结合强度显著降低,显微硬度和弹性模量略有上升。AC1涂层因形成了电偶腐蚀,从而加剧了基体腐蚀,不具备耐腐蚀防护能力。当涂层厚度达到AC3后,涂层的腐蚀电流密度小于基体的腐蚀电流密度,其腐蚀电位和极化电阻均高于...     

粉末冶金靶材多弧离子镀HY3涂层抗氧化性能

目的 研究靶材制备工艺对多弧离子镀(Arc ion plating,AIP)MCrAlY涂层抗氧化性能的影响。方法 采用粉末冶金方法制备NiCrAlYSi(HY3)靶材,然后采用AIP在DZ125合金基体上制备HY3涂层。在1 100 ℃下对粉末冶金靶材制备涂层进行200 h的静态氧化实验,采用SEM、XRD等对靶材和氧化前后的涂层进行微观组织分析,并与传统铸造靶材进行对比。结果 采用粉末冶金方法制备的靶材成分更加均匀,相尺寸约为5 μm,相较于铸造靶材降低了1个数量级。采用粉末冶金靶材制备的涂层(P涂层)元素分布更均匀、β相含量更高。经过1 100 ℃、200 h的高温氧化,P涂层的氧化增量为1.01 mg/cm²,低于铸造靶材制备的涂层(C涂层,1.10 mg/cm²)。在200 h后,P涂层表面的热生长氧化物(TGO)完整,而C涂层表面的TGO出现了剥落现象,P涂层的活性元素均匀分布,促进TGO内生成了少量弥散分布的钉扎氧化物Y2Hf2O7,提高了TGO的抗剥落能力。更高的β相含量促进了氧化初期θ−Al2O3的快速生成,有利于P涂层生成保护性能更好的TGO。结论 粉末冶金靶材成分的均匀性优于传统铸造靶材,采用粉末冶金靶材制备的HY3涂层的抗高温氧化性能优于铸造靶材制备的HY3涂层。     

稳恒磁场对超音速等离子喷涂NiCrBSi涂层组织和性能的影响（英文）

在稳恒磁场作用下,在45钢上喷涂了NiCrBSi涂层,并研究了NiCrBSi涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。在稳恒磁场条件下,涂层的孔隙率显著降低,没有形成新物相,但γ-Ni、FeNi₃、Ni₃Si₂相中出现了择优取向。此外,涂层内的磁畴变得更为活跃,更容易随着外部磁场的细微变化而有序排列。涂层截面显微硬度显著提高,表面残余应力波动明显,涂层的磨损量降低了近13.6%。实验结果表明,稳恒磁场可以有效地改善涂层质量。此外,探讨了稳定磁场下喷涂提高Ni基涂层性能的机理。     

爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响

目的 研究爆炸喷涂工艺参数对AlCuFeSc准晶涂层力学性能的影响规律,进一步提升铝合金表面AlCuFeSc准晶涂层的性能。方法 采用爆炸喷涂工艺制备准晶涂层,以正交试验方法对爆炸喷涂氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率3个影响涂层性能的关键参数进行优化。借助显微硬度计、拉力试验机研究涂层的力学性能。采用SEM、XRD、EDS等手段表征粉末及涂层的微观物相结构。结果 在试验参数范围内,以涂层的表面硬度和结合强度性能为主要判定指标,各因素对涂层性能的影响从大到小依次为氧燃充枪比、喷涂距离、喷涂频率。综合考量涂层表面硬度和结合强度2个指标,得到了AlCuFeSc涂层的最佳制备工艺,氧燃充枪比为56%,喷涂距离为210 mm,喷涂频率为1次/s。在该最佳工艺参数下制备的准晶涂层致密且与铝合金基体结合良好,涂层表面硬度为583.4HV0.3,结合强度为63.24 MPa,孔隙率为0.648%,准晶相的含量为69%。结论 采用最佳工艺参数制备的AlCuFeSc准晶涂层相较于非最佳工艺参数喷涂涂层,其性能得到较大提高,可为未来准晶涂层的应用提供参考。     

稳定超疏水镍基涂层的制备及其耐蚀性

目的 在金属表面制备稳定的超疏水镍基涂层,以提升金属的耐蚀性。方法 通过电沉积方法先后在金属表面获得具有微纳结构的多孔镀镍层和聚硅氧烷层。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测定仪、电化学工作站等对涂层的形貌、成分、疏水性和耐蚀性进行表征。结果 乙二醇的添加能够促进电镀镍时阴极氢气的析出,当乙二醇的添加量为50.0～100.0mg/dm³时,形成了均匀相互连接的多孔镍镀层;在水解后的硅氧烷溶液中、-1.5 V电压下沉积3.0 min,可形成具有自清洁性能的超疏水膜层,其表面水接触角达到(159±1)°。在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,涂层的腐蚀电流密度约为3.6×10^-8A/cm²,与未修饰的镍镀层相比降低了3个数量级;低频阻抗模值|Z|0.01Hz为2.0×10⁶Ω·cm²,与未修饰的镍镀层相比,提升了3个数量级;在磨损实验后,涂层的微纳米结构依旧存在,保持着超疏水能力,其腐蚀电流密度和|Z|0.01 Hz分别为5.3×10...     

金刚石表面真空镀镍的工艺探讨

目的探讨金刚石表面真空镀镍的影响因素及其在电镀金刚石线上应用的可行性。方法采用不同的镍源及EDTA二钠、有机酸、氧化铝,按照不同的配比配制镀液,在720℃、真空度6×10?2 Pa条件下镀覆,保温2.5h,通过粒度分析、快速振动球磨机、能谱分析、三维数字显微镜、磁性测试、镀层快速腐蚀测试等表征手段,探讨不同的工艺对金刚石表面镀层性能的影响。结果镀覆后,金刚石中心粒径D50和峰宽(峰宽D95-D5,中心粒径D50是粒度分布曲线中累积分布为50%时的最大颗粒的等效直径,D5、D95分别是分布曲线中累积分布为5%、95%时的最大颗粒的等效直径)随着氯化镍含量的增加而增大,随着EDTA二钠含量的增加而减小。有机酸对镀覆反应的促进为:柠檬酸氯乙酸乳酸。通过真空镀镍获得的镀层表面为镍金属层,具有磁性。金刚石的强度没有受到石墨化的影响而下降,镀层与金刚石之间结合较为牢固,且耐酸液腐蚀性能远好于化学镀镍。以氯化镍为镍源的真空镀镍金刚石,采用埋砂法在电镀金刚石线设备进行上砂测试,在10m/min的走线速度下,0.4mm长度钢线表面的金刚石约60颗,约为化学镀镍金刚石上砂颗粒数的30%。结论通过真空镀覆方式能够在金刚石表面沉积金属镍层,经初步测试,可以在电镀金刚石线中使用。