等离子体电弧法制备硅锡复合纳米材料及电化学性能研究

硅作为锂离子电池的负极材料在脱出/嵌入锂时会产生巨大的体积膨胀,使自身发生粉化现象,从而造成容量的快速衰减。现有研究表明Si纳米化、合金化后能够缓解体积变形所导致的破碎效应。为了高效制备纳米级Si-Sn粉体材料,采用等离子体电弧作为热源对Si进行纳米化处理,之后通过等离子体电弧实现Si-Sn粉体材料的纳米合金化,研究等离子体电流对Si及Si-Sn纳米粉体材料制备特性的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测制备的物相,通过电池测试系统和电化学工作站检测硅纳米线作为负极材料时的电化学特性。结果表明使用等离子体电弧能够实现硅纳米线的高效制备,添加低熔点的Sn有利于硅纳米线管径尺度的均匀化。两组硅纳米线在第三次充放电循环后的效率均可保持在90%左右,其中Sn的加入能进一步提高硅负极的导电性和稳定性,循环60次后,电池的比容量为117.5 mAh/g。

FeCoNi中熵合金的电弧法制备及电磁性能研究

采用电弧法在氢/氩混合气氛中制备了FeCoNi中熵合金粉体,将其作为电磁波吸收剂,按照5wt%、10wt%、15wt%三种质量分数填充于石蜡基体中,并在2~18 GHz频段内测定了复合吸波材料的电磁参数,对其电磁损耗机制与吸波性能进行研究。实验结果表明,FeCoNi/石蜡复合材料存在两种明显的介电极化机制,包括异质原子固溶后形成的偶极子极化与局部导电网络构成的电导损耗。磁损耗主要由自然共振主导。当填充量为15wt%时,最优反射损耗在1.6 mm厚度下可达-18.3 dB,而有效吸收频宽可达3.3 GHz。

电弧法CVD金刚石膜热学性能影响因素分析

金刚石具有极高热导率和超强稳定性,使其在高频大功率器件及电路热沉(散热片)等方面有很大应用前景。在众多金刚石材料制备方法中,电弧法金刚石沉积速度快,沉积面积大且晶体质量相对较高,非常适用于金刚石散热材料快速制备。本文基于金刚石电弧制备方法,主要论述晶界状态、生长工艺、杂质和缺陷等方面对CVD金刚石膜热学性能的影响情况,并提出改善措施建议。

自由电弧法与等离子电弧法制备超细粉末对比研究

采用自由电弧法和等离子电弧法分别制备超细SnO2粉末,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDAX)测试手段对样品的物相、形貌、粒度等进行表征。结果发现:等离子电弧法制备出的粉末粒度较小,粒子均匀,大部分为球形,且杂质少;而自由电弧法制备的粉末粒度较大,且含有大量的C杂质。通过对粉末的形核长大机制进行分析讨论,发现温度、温度梯度、饱和度是形核长大的重要影响因素。等离子电弧法容易获得较高的温度及温度梯度,有助于粉末的形核长大,获得较高的形核率,易制得超细粉末。

石墨直流电弧法制备碳纳米管

采用石墨电弧法制备碳纳米管，研究了不同电流、电压、氦气压力以及不同阴阳极棒径条件下碳纳米管的生成情况，并讨论了氧气和水蒸气的存在对碳纳米管制备的影响，总结出制备碳纳米管的条件，给以后的纯化工作带来方便图２，表２。

电弧法制备洋葱状富勒烯的工艺研究

运用纳米Bi2O3微粒作催化剂,在电弧放电条件下,进行了纳米洋葱状富勒烯大量合成的研究。并用透射电镜对产物的形貌、结构进行了观察与分析。结果表明:纳米洋葱状富勒烯的石墨化程度很高,且直径均匀(约为25nm),结构较完善;同时伴有单核纳米洋葱状富勒烯向多核纳米洋葱状富勒烯的转变。为洋葱状富勒烯的宏量制备提供了有利线索。

电弧法获得的几种奇异碳纳米管的研究

用电弧法制备碳纳米管时 ,在阴极沉积物中 ,伴随大量正常的离散碳纳米管的产生 ,发现了孪生碳纳米管、菱形碳纳米管、“Y”形短管和碳纳米纤维等几种奇异的碳纳米形态 .给出了这些奇异碳纳米管的透射电镜 (TEM )照片 ,对它们的生长、闭合过程进行了研究 ,认为碳原子流、电场等因素的影响是奇异碳纳米管形成的关键 ,借助碳纳米管以内层为模板的开口生长模型 ,可以定性地理解它们的形成过程及生长机理 .

氢等离子电弧法半连续制备单壁纳米碳管

用氢气取代氦气作为缓冲气体 ,适当改进电弧反应装置并掺加一种生长促进剂可以有效地提高单壁纳米碳管的产量和质量。氢电弧法制备出的单壁纳米碳管堆积成膜状或网状 ,电镜下可见产物主要由相互缠绕的单壁纳米碳管束构成 ,纯度较高 ;激光拉曼分析结果表明制得的单壁纳米碳管直径较大。单壁纳米碳管产物在形貌和结构上的上述特征与氢气和生长促进剂的作用密切相关。

电弧法合成富勒烯研究

以光谱纯石墨电极为原料，He气氛下，研究并获得了自制电弧炉电弧放电法制备富勒烯的最佳工艺条件：氦气压力P=0．04～0．06MPa，直流电流强度I=100～150A。对电弧法合成富勒烯的形成机理进行了探讨，认为适宜的温度场分布是提高富勒烯产率的重要因素。

电弧法SrAl_2O_4:Eu^(2+)长余辉发光陶瓷的制备及其光谱分析

采用电弧法制备出 Sr Al2 O4:Eu2 + 长余辉发光陶瓷 ,通过荧光光谱和激发光谱研究了它的发光和余辉特性。结果表明 ,陶瓷的发光衰减与多晶粉末磷光体相同 ,也是由初始的快衰减与后期的慢衰减构成 ,但余辉的特征明显好于多晶磷光体 ,而且耐环境性能得到显著地改善。

固体粉末进样交流电弧法测定区域地球化学调查样品中痕量银、硼、锡、铅

采用固体粉末进样交流电弧法测定区域地球化学调查样品中的痕量银、硼、锡、铅。对实验条件进行了优化,激发电流为14 A,曝光时间为40 s。选择内标元素为锗,银、硼、锡、铅的分析线波长分别为328.07,249.77,283.99,283.31 nm;内标线波长分别为303.91,270.96,270.96,270.96 nm。分别在含量0.05~3,10~140,1~50,10~100μg/g范围内,银、硼、锡、铅含量的对数与分析线、内标线的黑度差呈良好的线性关系,相关系数分别为0.998 2,0.998 8,0.999 6,0.999 0,检出限分别为0.01,1.1,0.2,0.7μg/g。用所建方法对土壤成分分析标准物质GBW07446,GBW 07453和水系沉积物成分分析标准物质GBW 07302a,GBW 07303a,GBW 07304a进行测试,银、硼、锡、铅的测定值与标准值的对数差分别为–0.007~0.024,–0.031~–0.013,0.000~0.029,0.002~0.028,测定结果的相对标准偏差分别为7.3%~9.3%,6.0%~9.9%,6.5%~9.0%,6.5%~9.9%(n=12)。该方法操作简单、快速,环境友好,适合于区域地球化学调查样品中痕量银、硼、锡、铅的分析。

电弧法制备单壁碳纳米管的机理及进展

本文介绍了单壁碳纳米管的结构和性质,叙述了电弧法制备碳纳米管的方法与原理,及制备技术的发展和改进。

电弧法制备Fe—C纳米微粒的分析

用Ｘ射线衍射、电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱和振动样品磁强计对在１０和１８ｋＰａ压强的氩气中以铁和碳作为电极，通过交流电弧法制备的微粒进行了分析。结果表明，用此方法可制取纳米量级的合金微粒。所形成的微粒有两类：一类是六方ＦｅＣ微粒，另一类为立方铁微粒。铁微粒具有心部为α-Ｆｅ、外部为Ｆｅ３Ｏ４、ＦｅＯ及非晶的ＦｅＯ（ＯＨ）的多层结构。在不同压强下，Ｃ进入铁微粒的程度不同，从而使铁微粒的抗氧化能力不一样，因此α-Ｆｅ的含量不同。此外，由于碳对铁的晶化性质的影响，可使铁微粒的粒径随之改变。在两种不同压强下制得的Ｆｅ—Ｃ微粒由于α-Ｆｅ含量和粒径的不同，其比饱和磁化强度 ｓ和矫顽力Ｈｃ也有差异。由于Ｆｅ—Ｃ微粒中的铁微粒的结构随温度的变化，磁化强度ｓ从２００—２８０℃出现异常增加。

电弧法制备石墨烯:工艺参数,生长机理,存在的问题与对策

石墨烯具有完美的二维结构和优异的光学、力学、热学、电学、化学性能,自发现以来就引起了科研界的广泛关注。在过去的十几年间,石墨烯的制备方法不断涌现,电弧法因具有效率高、安全可靠、产品品质高、环境友好、容易得到掺杂的石墨烯等优点而受到广泛关注。总结了反应气氛、压力、催化剂、磁场等因素对电弧法制备石墨烯的影响。同时,对石墨烯在上述影响因素下的生长机理进行论述,分析了电弧法制备石墨烯存在的问题,并提出了相应的解决途径。最后,对我国石墨烯的研究现状进行总体分析,并展望了电弧法制备石墨烯的发展趋势。

电弧法制备富勒烯的条件

研究了用电弧法生产富勒烯（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）的条件。通过实验，分析了石墨棒的直径、电压、起弧电流和氦气压力对产率的影响。得到生产富勒烯的最佳条件：电压２５～３０Ｖ；氦气压力２．７×１０３～６．７×１０３Ｐａ；电流１００±１０Ａ（对６６ｍｍ碳棒），１５０±１０Ａ（对６８ｍｍ碳棒）和２００±１０Ａ（对ｄ１０ｍｍ碳棒）；产率与碳棒直径无关。

直流电弧法回收ITO废靶技术研究

本文提出一种新型的ITO废靶回收技术,采用直流电弧法将ITO废靶气化制成纳米ITO粉末,实现废靶的回收。借助XRD(X射线衍射)和TEM(透射电子显微镜)等技术对粉末进行表征,发现经回收制备的ITO粉末为单一的立方In2O3结构,颗粒多以四方和类球形两种形貌存在,粒度尺寸在5-200nm范围内。

水中电弧法制备碳纳米葱

采用水介质中石墨电极直流电弧放电法大量制备了高质量碳纳米葱(又称洋葱状富勒稀),借助Raman光谱仪和高分辨透射电镜(HRTEM)对制备产物进行了结构表征和几何形貌分析。实验结果表明:水介质中石墨电弧法制备的碳纳米产物主要聚集在水面附近和容器底部,放电电流大小对水面附近和容器底部产物的组成和形貌有显著影响。在放电电流约为40A时,水面附近产物是直径为5nm^20nm的球形、洋葱状碳纳米葱。其产率约4.3mg/min。研究结果表明:采用水介质中石墨电弧法能大量制备高质量的碳纳米葱。

电弧法制备纳米碳管的工艺研究

研究了铁、钴、镍等不同金属及混合双金属催化剂对电弧法制备纳米碳管的促进作用 ,研究了石墨电极的形状、位置、尺寸对电弧稳定性及冷却效果的影响 ,在制备纳米碳管的过程中通入不同冷却介质 ,比较单介质和双介质的冷却作用和对电弧的稳定作用。对制成的样品使用硝酸氧化法和大气氧化法进行纯化 ,样品在透射电镜下进行了观察。结果表明 ,在较低电流和电压的条件下 ,使用双金属催化剂以及混合介质气体 ,纳米碳管的产率提高了 5 0 %～ 1 1 5 %和 75 %。透射电镜观察表明 ,最长的纳米碳管长度在 8μm以上 ,直径在 1 0nm左右 ,管形较直 ,为单壁与多壁的混合物。

氢等离子体电弧法Mg/TiO_2复合纳米粒子的制备与表征

采用氢等离子体电弧法,在H2+Ar气氛下制备出Mg/TiO2复合纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、红外分析(FT-IR)、高分辨透射电镜(HRTEM)对纳米粒子的化学成分、晶体结构和表面形貌进行了分析,发现具有六方形晶体惯态的镁粒子通过表面包覆一层TiO2后形成了球形粒子;分析了其形成过程.热重分析(TGA-SDTA)结果表明,Mg/TiO2复合纳米粒子比纯Mg纳米粒子抗氧化温度提高30～40,℃.

石墨－电弧法合成巴基管生长机制的探讨

从分析石墨电弧法制取巴基管的电孤物理现象入手，详细讨论了电弧力及高速离子流在合成巴基管时的作用。指出在制取巴基管的理想条件的电弧过程中，电极的消耗以Ｃｎ为主，以Ｃ２的消耗为辅，并由此提出了巴基管由Ｃｎ的侧向连接，卷曲生长的长大机制，可简单表示为Ｃ６０＋Ｃｎ→ｂｕｃｋｙｔｕｂｅ，其中ｎ＝６ｃ（ｃ≥１）。运用该机制分析了不同工艺参数对巴基管的产量产率的影响。