“材料选择与设计”课程中案例教学创新实践

“材料选择与设计”课程旨在使学生利用材料选择和设计的基本原则,通过实际工程案例学习,掌握工程应用中材料合理选择与设计的能力。然而,在实际教学过程中,它存在理论与实践相脱节、实践教学条件有限等问题,影响了教学效果。建立一套科学有序、教学实效性强的案例库,并不断丰富教学手段,改进案例教学中理论与实践相结合的教学方法,以提高案例教学中学生的参与度,以期为社会培养扎实理论功底和实践操作能力兼具的应用创新型人才,为材料领域应用型创新型人才培养提供借鉴。

非金属离子有机电池研究进展

电荷载流子承载电荷是决定电池性能的重要组分之一。目前,大多数可充电电池的研究都集中在金属载流子(如Li^(+)、Na^(+)、K^(+)、Zn^(2+)、Mg^(2+)、Al^(3+)等),而非金属离子(如H^(+)、NH_(4)^(+)、卤素离子X^(-)、甲基紫精阳离子MV^(2+)等)作为电荷传输载体的研究却相对较少。然而超快动力学,长循环寿命、低廉的制造成本、资源丰富等优点,使得非金属载流子的电池几乎在性能上能够与表现优异的金属基载流子电池相媲美。但受限于能量密度与功率密度较低等问题,开发适于储存非金属离子的电极材料仍面临诸多挑战。从电荷载流子与电极材料的相互作用入手,主要总结了基于H^(+)、NH_(4)^(+)、卤素离子(X^(-))等非金属载流子电池的最新研究进展,并提出了提升非金属离子电池性能的策略,为研究高性能非金属离子电池及开发新型的正极材料提供借鉴作用。

集成电路可靠性预计模型及其参数

通过分析集成电路失效类型与诸影响因素的关系,对集成电路可靠性预计模型进行了理论的探讨。以现场和试验数据为基础,研究模型参数的意义、表达式及其确定方法,并给出我国数字电路的温度应力系数和复杂度系数。

高性能锂离子电池负极材料CoO/石墨烯纳米复合结构的超声法制备(英文)

以羰基钴为原料,采用简易超声法制备氧化亚钴和石墨烯纳米复合结构。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及光电子能谱（XPS）对该纳米复合结构进行表征。结果表明：粒径为3~5nm的氧化亚钴纳米颗粒均匀分布于石墨烯表面。将氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构用作锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明,该复合结构具有高电容量（50次循环后电容量为650mA·h/g,约是商用石墨电极的2倍）、高库伦效率（高于95%）以及很好的循环稳定性。该优异的电化学性能源于氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构的特点：纳米尺寸的氧化亚钴颗粒分散于导电的石墨烯衬底上,有利于锂离子的嵌入和脱嵌,缩短了锂离子的扩散路径,提高了氧化物的导电性,从而改善了材料的电性能。

利用“热”标准芯片评价集成电路的热性能

本研究研制出了符合国情的“热”标准芯片S、M、L三种规格,研制出了壳温变化小于0.5℃,相对误差小于2.31%的恒定壳温电学法IC热阻测试系统.获得了24种常用外壳和多种封装工艺热阻典型值及离散性.定量分析了同种样品,不同厂家封装的热阻差别;芯片面积对热阻的影响;粘片工艺对热阻的影响;背面金属化对热阻的影响.本研究还进行了实际电路与标准芯片稳态热阻比较.电学法与红外法热阻比较.说明研究成果有很好的工程实用性.本成果可应用于集成电路的热设计、热分析、热性能的评价与优化.

中国电子产品质量与可靠性信息交换网工作回顾

1 前言中国电子产品可靠性信息交换网(简称国家网)建于1980年,是军民结合,非盈利性的技术组织。历经四届,现有7个分网,627个网员单位,93年以来建立了15个信息工作站.国家网信息中心“八·五”期间共收集电子装备现场数据26804份,元器件试验和现场作用数据约6.1×10^(11)元件小时,收集B类数据近万份.近五年来,国家网紧密围绕国防重点工作的需要开展可靠性信息收集、分析与应用研究工作,完成了《电子设备可靠性预计手册》第二版的修订研究,研究编制了《电子设备及元器件非工作可靠性预计手册》,开展了新××、××××、××工程的信息跟踪与服务、贯标信息跟踪与服务和新品信息跟踪等工作,并建立了10多个相关的数据库,取得部省级以上成果奖10项。

低成本铝离子电池电解液的设计及应用

可充电铝离子电池由于高体积/质量比容量、高安全性、环保等优点被认为是非常具有前景的下一代储能电池。然而广泛使用的AlCl_(3)/EMImCl离子液体电解液由于具有一定毒性和高昂的价格制约着铝离子电池的进一步应用。基于此,通过效率和稳定性测试筛选四种不同的低成本尿素基配体,选择了性能最好的AlC_(l3)/1,3-二甲基脲作为铝离子电池的电解液。最后以人造石墨作为正极组装了全电池。该电池在50 mA·g^(-1)的电流密度下实现了91.1 mAh·g^(-1)的高比容量,并能够稳定循环超过100圈,容量保持率高达95.8%。

具有快速动力学特征的苯醌衍生物电极材料在水系质子电池中的设计和研究

含氧化还原活性基团的苯醌衍生物,在水系质子电池里是一种比容量高、资源丰富的理想电极材料,然而其高溶解性和低的工作电压不利于质子电池的循环稳定性和能量密度的提升,引入吸电子基团不仅可以降低其LUMO能量来提升其反应电位,还可以一定程度上抑制其溶解来提升稳定性。因此,通过电化学研究并对比了3种不同的苯醌化合物作为质子电池的电极材料,研究了不同氯取代情况造成的影响。其中四氯取代的四氯苯醌(4Cl-BQ)反应电位最高(0.51 V vs.Ag/AgCl),多电子氧化还原反应机制使其在水系质子电池里具有158 mAh/g的出色容量和高的倍率性能,并且氯取代有效抑制了溶解,在1 A/g的电流密度下也能稳定循环超过1200圈,显示出优异的性能。最后通过探究了电荷的快速反应动力学特征解释了出色的倍率性能。该研究表明,通过引入-Cl基团改进的4Cl-BQ,能进一步提升其在电池里综合性能,是一种极具发展潜力的水系质子电池材料。

卤素水系可充电电池的研究进展

简单介绍了卤素水系可充电电池的优势以及所面临的困难,详细综述了近年来卤素水系电池电解液和相关电极材料的一些研究进展,结合卤素水系电池面临的挑战,将研究策略进行分类总结,主要包括提高电解质中盐浓度、电极材料的“化学吸附”、引入络合剂固定卤素的氧化产物以及通过卤素转换形稳定的卤间化合物等有效解决方案,其中对卤素水系电池电解质、电极材料以及主要的电化学性能总结,为促进高性能卤素水系电池的发展提供借鉴参考作用。最后展望了卤素水系电池未来的发展前景。

镁金属负极的挑战及改性策略研究进展

镁金属因高比容量、低成本以及低电极电势等优点,是下一代高能电池体系中最有潜力的负极材料之一。然而,镁金属负极在循环过程中常遭受来自含氯电解液的腐蚀,破坏了负极表面的完整,造成负极容量不可逆的损失。并且在低电位环境中,传统镁盐将先于Mg^(2+)离子还原,在镁金属负极表面形成绝缘的钝化膜,阻碍了Mg^(2+)离子可逆的沉积溶解,影响了充放电库伦效率。此外,由于Mg^(2+)离子不均匀的沉积,导致了负极的枝晶产生和生长,引发电池短路风险。基于目前镁金属负极遇到的主要挑战,从新型镁盐合成、固体界面膜构建、镁金属负极合金化三方面深度分析近几年的相关进展及其作用机制,为促进高性能镁金属负极的应用提供借鉴参考作用。

铝箔在甲基烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体电解液中的电化学行为

铝箔作为集流体被广泛应用于锂离子电池和电解电容器等电化学器件中,而它在电解液中的电化学行为直接影响电化学器件的性能和安全.通过循环伏安法研究了铝箔在甲基烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体及其与锂盐LiN(SO2CF3)2(简称LiTFSI)组成的电解液中的电化学行为.结果表明:铝箔在离子液体BMI-BF4及锂盐LiTFSI组成的电解液中极化时表面生成了牢固的钝化膜,这对电化学器件集流体铝箔的保护十分有利.将铝箔在离子液体BMI-BF4和BMI-TFSI中进行阳极极化,对比发现,铝箔在离子液体BMI-TFSI中并没有形成较好的钝化膜,而在离子液体BMI-BF4中的铝箔表面生成了抗腐蚀性能较好的钝化膜,其击穿电压高达94.58V.X射线能谱仪(EDS)和X光电子能谱仪(XPS)分析结果表明,铝箔在离子液体BMI-BF4中阳极极化后表面存在F和O,形成了类似氟化物(如AlF3)和氧化物(如Al2O3)的钝化膜.

锌金属负极的挑战及改性策略研究进展

锂离子电池具有较高能量密度和功率密度,在当下的电池市场占据重要地位。然而锂资源较匮乏和高昂的价格限制了其发展。由于锌金属负极具备低成本、高安全性等优势,锌金属电池引起了人们的广泛关注。然而锌金属负极在充放电过程中遭遇的枝晶、腐蚀、钝化等问题严重损害了其性能。本文基于目前锌金属负极遇到的主要挑战,分析近几年改善锌金属负极的策略进展,旨在为高性能锌金属负极的应用提供参考。

三维垂直定向石墨烯的制备及在超级电容器中的应用

电极的结构设计是影响其反应动力学与离子传质能力,进而影响电化学储能系统性能的重要因素之一.为了追求较好的电极动力学以及传质速率,三维有序石墨烯基电极已吸引越来越多的研究兴趣.与其他类型的三维石墨烯结构不同,通过定向冷冻法、等离子体增强化学气相沉积法、KOH辅助水热法等制备的三维垂直定向石墨烯(3DVAG)具有垂直开放通道以及低孔隙弯曲度,可以有效增强离子的输运和电子的传导,提高活性物质的负载,从而实现电极材料的高能量密度及倍率性能.本文对三维垂直定向石墨烯的制备方法及其在超级电容器中的应用进行了综述,并对其未来的发展前景进行了展望.