【摘 要】
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富磷金属磷化物作为锂离子电池转化型负极材料具有高的理论比容量和合适的电压平台,然而其制备复杂、导电性较差和充放电时产生的剧烈体积变化严重制约了它的发展.为此通过冷冻干燥、模板法以及低温快速磷化制备了CuP2/三维氮掺杂多孔炭复合材料(CuP2@N-PCs),其中利用H2预还原处理前驱体对最终合成富磷相CuP2起到了至关重要的作用.CuP2@N-PCs中的三维氮掺杂多孔炭具有出色的稳定性结构、高的电子/离子传导以及丰富的活性位点,起到了改善CuP2作为锂离子电池负极时的电化学性能的作用.所制备的CuP2@N
【机 构】
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中南大学轻质高强结构材料重点实验室,湖南长沙410083
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富磷金属磷化物作为锂离子电池转化型负极材料具有高的理论比容量和合适的电压平台,然而其制备复杂、导电性较差和充放电时产生的剧烈体积变化严重制约了它的发展.为此通过冷冻干燥、模板法以及低温快速磷化制备了CuP2/三维氮掺杂多孔炭复合材料(CuP2@N-PCs),其中利用H2预还原处理前驱体对最终合成富磷相CuP2起到了至关重要的作用.CuP2@N-PCs中的三维氮掺杂多孔炭具有出色的稳定性结构、高的电子/离子传导以及丰富的活性位点,起到了改善CuP2作为锂离子电池负极时的电化学性能的作用.所制备的CuP2@N-PCs在1 A/g的电流密度下,经300圈充放电循环后仍能保持827 mAh/g的可逆比容量;在3 A/g的大电流密度下,其可逆比容量也可达到612.2 mAh/g,是一种极具应用前景的锂离子电池负极材料.
其他文献
以短切炭纤维为增强材料,用来制备石墨电极接头,以提高其抗折强度.对不同炭纤维型号进行筛选实验,结果显示T300炭纤维具有较好的分散性.为进一步提高炭纤维的分散能力,设计并合成了一系列含有环氧结构的新型分散剂并对其分散性能开展研究.实验结果显示自制分散剂性能优于商用分散剂.将优选的分散剂用于炭纤维的分散,并制备炭纤维增强石墨电极接头.研究了炭纤维的用量对电极接头理化性能的影响,结果显示所制备的炭纤维增强石墨电极接头性能优异,超过了未加炭纤维的电极接头性能,尤其抗折强度有较大提升,可达30 MPa以上.
采用光滑粒子流体动力学方法建立了单道次选区激光熔化(SLM)的三维数学模型,耦合了流动场、温度场、表面张力以及润湿作用对选区激光熔化316L不锈钢粉末过程进行数值模拟研究.分析了不同激光功率对熔池长度和宽度的影响以及表面张力对SLM过程的影响,并与有限元模拟软件的模拟结果以及试验结果进行对比.结果 表明,熔池的长度与宽度随着激光功率的增大而增大,同时也验证了马兰戈尼力是SLM过程的主要驱动力.
以热塑性酚醛树脂为原料,无水乙醇溶液为发泡剂,通过液相低压发泡工艺,改变酚醛树脂前驱体的发泡条件,研究树脂浓度、发泡压力、发泡温度、固化剂含量对其发泡行为及泡沫炭孔结构的影响及其规律.结果表明,随着树脂浓度的增大,泡沫炭的孔径变小,分布更加均匀;固化剂(六亚甲基四胺)最适添加量为10％;孔径结构随着发泡压力的增大呈现规律性变化,合理的发泡压力范围为1.5～2.0 MPa;遵循成核发泡机制,发泡温区在170～190℃范围内可制备完整不易开裂的泡沫炭.
石墨烯是一种具有六边蜂窝结构的二维原子晶体,其优异的物理和化学性能在材料、电学、光学、生物学等诸多领域都得到了广泛应用.综述了石墨烯常用的制备方法(物理制备法、化学制备法、掺杂法、有机合成法等),阐述了不同制备方法得到的石墨烯其组织结构和性能特点,并分析了不同制备方法的优缺点及发展趋势.通过对不同研究方法及石墨烯产物的品质性能进行对比,最后分析得出了元素掺杂法得到的掺杂石墨烯结构更完整,性能更优异,是最有可能实现石墨烯产业化的制备方法,同时对于石墨烯未来的研究方向作出了展望.
以童亭原煤经全组分分离所得的疏中质组为原料,蒙脱土为添加剂,通过简单的炭化过程制备了蒙脱土/泡沫炭复合材料.其微观结构与2种典型泡沫炭微观结构不同,是一种新型的球形泡薄壁结构.研究蒙脱土添加量对泡沫炭复合材料的微观结构、抗压强度和隔热性能的影响.结果表明蒙脱土与原料间具有良好的相容性,所制备的泡沫炭孔隙率降低,体积密度增加,抗压强度显著提升,热导率下降,200℃下热导率仅为0.069 W/(m?K),是一种良好的轻质隔热材料.
为提高沥青基球形活性炭的吸附性能,对其进行了空气氧化改性.结果表明,样品的物理性质和化学性质都发生了变化,提高氧化温度或延长氧化时间,样品的比表面积、孔结构变化更加明显,但耐压强度下降,同时pH值由碱性变为酸性.以氧化后的沥青基球形活性炭为载体制备了催化剂,对氨气和硫化氢气体有良好的防护效果.
近几十年来,研究者对钢锭铸造过程中缩松和缩孔缺陷进行了预测和控制研究.阐述了钢锭中缩松和缩孔缺陷分布形式和形成机理,总结了多种预测缩松、缩孔分布的判据,介绍了缩松、缩孔缺陷的控制措施.对钢锭缩松、缩孔形成判据的发展进行了展望,并对缩松、缩孔缺陷的控制难题进行了归纳.
采用硬度计、涡流导电仪、扫描电镜和透射电镜等手段,对铸态和时效态Cu-xCr-0.15Zr(质量分数,％,x=0.8～2.0)合金进行了硬度、电导率和显微组织分析.结果 表明,时效态Cu-xCr-0.15Zr合金的硬度和电导率明显高于铸态;当Cr含量从0.8％增加至2.0％时,时效态Cu-xCr-0.15Zr合金的硬度、抗拉强度和电导率都呈先增加后减小的趋势,在Cr含量为1.0％时合金电导率、硬度(HB)和抗拉强度分别为48.37 MS/m、138和617MPa.这主要与固溶和时效热处理后,Cu-Cr-0
以Al-Cu-Mg合金为基体,研究了添加低熔点组元Bi后合金的微观组织、力学性能及抗咬合性能.采用XRD分析了材料的物相组成,利用SEM和EDS观察了合金的微观组织、断口形貌、磨损界面形貌.结果 发现,添加低熔点组元Bi后,合金中出现球状富Bi相,当富Bi相颗粒较小时,其基本由Mg3Bi2相组成;当富Bi相颗粒较大时,其以Mg3Bi2为核,外部包裹一层Bi,形成了核壳组织.抗拉强度及硬度检测发现,添加2.6％的Bi后合金抗拉强度降低了10％,伸长率降低了21％,硬度降低了8.5％,说明Bi对合金力学性能具
利用OM、SEM、EDS、XRD、拉伸试验机等手段,研究了不同的脉冲磁场参数对石墨型铸造长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织和力学性能的影响.结果 表明,脉冲磁场可改善石墨型铸造Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金的组织和力学性能;当单次脉冲能量在0～57.6 J范围内或脉冲周期在0.1～1 s范围内时,随着单次脉冲能量的增加或脉冲周期的减小,合金晶粒尺寸逐渐减小,第二相体积分数逐渐增加,室温和高温力学性能逐渐提高;当单次脉冲能量为57.6 J,脉冲周期为0.1s时,与未处理合金相比,合金晶粒尺