构建富氟杂化界面实现水性锌电池负极的防腐和均匀锌沉积

使用低成本、高安全性的水系电解液使二次锌金属电池(AZMBs)成为大规模储能系统是最有前途的选择.然而,锌金属负极在水系电解液中热力学稳定性较差,严重阻碍了AZMBs的实际应用.在此,我们通过在锌表面涂覆氟化石墨并利用氟化石墨和锌之间原位的界面反应开发了一种富氟的杂化人工固体电解质界面来解决上述问题.疏水的氟化石墨可以有效地限制电解液和电极之间的接触,从而显著提高锌负极的抗腐蚀能力.同时,由氟化石墨和锌原位反应生成的ZnF_(2)共同组成的富氟杂化界面可以促进Zn2+的脱溶剂化作用,并均匀化锌离子通量,从而有效地抑制了副反应发生和枝晶生长.因此,在苛刻的测试条件下(10 mA cm^(−2),1 mA h cm^(−2)和30 mA cm^(−2),10 mA h cm^(−2)),对称电池可以分别稳定地循环1400和200小时以上,远远超过了裸锌的性能.此外,使用载量为6 mg cm^(−2)的MnO_(2)正极组装的Zn/MnO_(2)全电池在1 A g^(−1)的条件下经过2000次循环,仍能保持80%以上的容量.本文提出的这种构建富氟杂化ASEI的方法可以为设计高性能AZMBs提供一种有效的潜在策略.

电子封装用环氧树脂固化温度与应变的三维有限元模拟

环氧树脂因具有许多优异的性能而被广泛用作电子封装材料,然而环氧树脂在固化过程中产生的内应力会对封装产品的性能产生严重影响。针对一种用于电子封装的环氧树脂,通过实验分析了其固化动力学、密度、导热系数、玻璃化转变温度、弹性模量、化学收缩应变和热应变等性能参数,建立了固化过程中的数学模型。通过ABAQUS建立三维有限元模型,采用顺序耦合分析方式,分步进行传热分析和应力应变分析,模拟环氧树脂固化过程中的温度场、固化度场和应力应变场。最后采用光纤布拉格光栅(FBG)监测环氧树脂在固化过程中内部的温度和应变变化,并与模拟进行对比,结果表明本文所建立的有限元模型具有较高的可靠性。

一种灌封结构用环氧树脂的固化行为表征和模拟

以中高温固化的E39D环氧树脂为研究对象,基于顺序耦合热传导-固化和应力位移模块的数值仿真方法,选择合适的实验方法测试环氧树脂的固化性能,引入相关假设,推导与热传导-固化和应力位移模块相关的树脂固化性能参数和模型;然后,建立典型E39D树脂灌封结构的数值模型,模拟结构内部观测点在固化过程中的温度和应力演变,并基于FBG监测技术,与实验测试所得的观察点温度和应变进行对比;结果显示两者温度误差最大值为8.2%,应变的最大误差为17.3%,验证了固化性能参数测试方法和引入假设的合理性。

环氧树脂灌封结构固化行为数值模拟和工艺优化

依据实验测试获得E51环氧树脂的固化动力学和力学性能参数,针对特定尺寸的E51树脂灌封结构,将数值模拟与实验方法相结合,优化树脂的常温固化工艺为"二阶段"中高温固化工艺。首先采用数值模拟方法,分别比较第一段保温平台和第二段保温平台不同温度幅值和固化时间对结构内部的温度、固化度和应变的影响,优选固化工艺参数;然后基于光纤布拉格光栅(FBG)监测技术,对优选和原始固化工艺曲线的结构内部的固化温度和应变进行实时在线监测,结果表明了数值模拟的可行性,显示了通过数值仿真优选固化工艺曲线的可靠性;最后实验测试比较优选工艺和原始工艺曲线下制造的E51树脂浇注体性能,结果显示优选工艺制造的树脂浇注体的拉伸强度、压缩屈服强度、弯曲强度和冲击强度相比原始工艺制作的试样分别提高了3.9%、1.5%、14.5%和16.2%。