Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能

通过两步法先在泡沫镍(nickel foam,NF)上原位生长Co金属有机骨架(Co metal-organic framework,Co-MOF)纳米片阵列,再浸入不同浓度Ni^(2+)离子溶液刻蚀Co-MOF纳米片,在NF表面得到NiCo水滑石(NiCo layered double hydroxide,NiCo-LDH)。NiCo-LDH/NF继承了Co-MOF纳米片结构形成一级纳米片阵列,并在一级纳米片表面形成次级纳米片褶皱。在2 mmol Ni(NO_(3))2·6H_(2)O溶液中刻蚀得到的NiCo-LDH/NF表现出高容量、高倍率性能,在电流密度为5 mA·cm^(-2)时比电容为7 764.5 mF·cm^(-2),电流密度为20 mA·cm^(-2)时比电容为6 098.2 mF·cm^(-2),容量保持率为78.5%,在20 A·g^(-1)电流密度下经过5 000次长循环后,容量保持率为85.9%。与活性炭组装的混合电容器达到38.9 Wh·kg^(-1)的最大能量密度和8 000.0 W·kg^(-1)的最大功率密度。

电沉积法制备氢氧化物/氧化物超级电容器电极的研究进展

赝电容材料氢氧化物/氧化物具有高比容量的优势,可以应用在高能量密度、适中功率密度的领域。电沉积法制备氢氧化物/氧化物电极的工艺简单,元素组成、形貌、尺寸、沉积量可调控,可有效发挥材料电容性能,是很有前景的电极制备方法。但是,电沉积法制备超级电容器电极依然有一些方法、规律和影响因素没有总结厘清。本文总结了氢氧化物/氧化物电沉积机制和氢氧化物/氧化物的沉积量、微观形貌、比表面积和孔结构、电化学阻抗等因素对电极性能的影响规律和研究成果,归纳了循环伏安、恒电位、恒电流3种电沉积方法的一般规律和研究成果,分析了电沉积法制备氢氧化物/氧化物电极面临的沉积层与基底结合力不足、沉积不均匀、难以获得高性能大沉积量沉积层等问题,展望了多元复合、使用绿色添加剂和模板等未来电沉积制备电极材料的研究趋势。

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性。方法在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0%、5%、10%、15%时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织。利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征。结果不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10%时,出现FCC相。高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合。不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15%时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍。磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15%时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好。结论在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性。