C/Sn复合薄膜的磁控溅射制备及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能

采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首圈库仑效率增加,但当Sn质量分数过多时其库仑效率降低。Sn质量分数分别为89.20%、91.61%、93.85%、95.81%的四种复合薄膜,在电流密度为500 mA/g时的首圈放电比容量分别为1195.4、1372.97、1574.86、1642.30 mA·h/g,首圈库仑效率分别为86.84%、87.88%、94.06%、80.66%。循环200圈后,四种复合薄膜的比容量衰减率分别为0.70%、6.13%、11.32%、18.88%。研究结果表明,当复合薄膜中Sn质量分数为89.20%时,其具有最优的倍率性能和循环稳定性能,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其倍率性能及循环稳定性变差。

Cu掺杂P2型Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2)钠离子电池正极材料的制备与性能

通过溶胶-凝胶法制备了一系列形貌规则、表面光滑的Cu掺杂层状P2型Na_(0.67)Ni_(0.33-x)Cu_(x)Mn_(0.67)O_(2)(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25)。采用SEM、XRD、EDS、XPS对材料进行了形貌、结构和成分表征。将材料用作钠离子电池正极材料,采用循环伏安法、恒流充放电法研究了其电化学性能,获得了最佳掺杂比例。研究发现,掺杂未改变材料的层状结构和形貌,通过Cu掺杂引入了高电化学活性的Cu^(2+)作为取代基,增加材料的表面活性储钠位点,材料表现出良好的循环稳定性和倍率性能。在2.0~4.3 V的电压范围和0.1 C的倍率下,Cu掺杂比例x=0.15时Na_(0.67)Ni_(0.18)Cu_(0.15)Mn_(0.67)O_(2)的初始放电比容量为126.74 mAh/g,100次循环后容量保持率为79.10%,与未掺杂材料相比提高了50.92%。材料电化学性能的增强可归因于Cu^(2+)插入过渡金属层,由于Cu^(2+)(0.73A)的半径大于Ni^(2+)(0.69A),过渡金属层间距扩大,为Na+扩散提供了通道,进而提高了Na+扩散速率。当充电到高压时可抑制Na+脱/嵌过程中Na^(+)空位的产生,从而稳定材料的晶体结构并抑制材料发生P2-O2相变,提高了材料的循环稳定性。

带碰撞双稳态压电俘能系统的俘能特性研究

双稳态俘能系统的运动常常会陷入单个势能阱中,导致俘能效率降低.为了解决这个问题,本文提出了一类带碰撞的磁斥力双稳态压电振动能量采集系统.建立了该碰撞双稳态系统的机电耦合方程,分析了碰撞对双稳态系统动力学特性的影响.研究了确定性激励和低强度随机激励下碰撞对系统响应特性和俘能效率的影响.结果表明:简谐激励下,碰撞能够使得原双稳态系统的单阱小幅周期运动转变为双阱间的大幅运动,从而有效地提高输出功率.得到了低强度随机激励下,不同碰撞间隙对系统动力响应特性和输出功率的影响规律.对一个给定的随机激励,存在一个最优的碰撞间隙,此时碰撞能够将原双稳态系统单阱内的随机运动转化为频繁的双阱跳跃,出现大幅值运动,从而大幅提高了系统的俘能效率.

桐油制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸基)-4-环己烯二酸

以桐油为原料制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸基)-4-环己烯二酸,分子式为C22H34O6(C22三元羧酸)。首先通过酯交换反应得到桐油酸甲酯,桐油酸甲酯与马来酸酐经过Diels-Alder反应制备3-正丁基-6-(1-癸烯酸甲酯基)-4-环己烯二酸,再经过皂化、酸化和分离等过程得到C22三元羧酸。用FT-IR、MS及1H NMR对其结构进行表征。采用正交试验考察Diels-Alder反应的最佳反应条件为:桐油酸甲酯与马来酸酐投料比为1∶1.2,反应温度为160℃,反应时间为2 h。

复合式双稳能量采集系统动力学及相干共振

提高能量采集系统的采集效率是一个课题难题。提出了含有压电及电磁效应的复合式能量采集系统,研究了其非线性动力学特性以及相干共振现象。首先建立了压电与电磁耦合的复合式能量采集系统模型,推导了其耦合方程。采用Runge-Kutta和Euler-Maruyama方法分析了压电式、电磁式以及复合式结构分别在确定性及随机激励作用下的动力学行为,并进行了实验验证。结果表明,同时考虑压电与电磁耦合的能量采集系统不仅在低频的大幅激励下具有高效的能量采集效果,而且在宽频随机激励下相干共振时的电压输出更高。此研究结果可应用于提高振动能量采集效率,优化电压输出。

高效液相色谱法测定桐油酸及其衍生物的离解常数

采用高效液相色谱法（HPLC）测定了桐油酸、3-正丁基-6-（1-癸烯酸甲酯基）-4-环己烯二酸（C23二酸甲酯）和3-正丁基-6-（1-癸烯酸基）-4-环己烯二酸（C22三元羧酸）的离解常数。用HPLC测定样品在不同pH（2．00～12．00）下的容量因子，通过最小二乘法计算出相应的离解常数。通过不同流动相比例下的离解常数计算出样品在纯水中的离解常数。实验得到的结果与用ACD／Lab软件计算得到的结果相近。桐油酸的pKa为4．79；C23二酸甲酯的pKa1为3．81，pKa2为5．78；C22三元羧酸的pKa1为3．68，pKa2为4．77，pKd为5．73。

长链柔性桐油酸钆配合物的合成、表征及其在天然橡胶中防辐射作用的研究

在乙醇-水体系中合成出了稀土钆(Gd)与桐油酸(ElA,分子式为C18H30O2)的配合物GdElA,通过元素分析、EDTA络合滴定、热重分析、红外光谱、XRD等对配合物Gd-ElA的化学组成和结构进行表征。结果表明,钆与桐油酸的配位方式是1∶3;并且将配合物Gd-ElA与天然橡胶(NR)进行共混制备Gd-ElA-NR高分子复合材料,对其进行防辐射性能的探究,结果表明,稀土配合物Gd-ElA作为新型防辐射材料展现出良好的屏蔽性能。

陕南桐油中脂肪酸组成的气质联用分析

采用GC-MS联用技术对陕南不同地区产桐油及相同地区不同季节产桐油中的主要成分进行了分析,由此判定原料桐油品质是否达到后期合成复合材料对其中桐油酸含量的要求。测试结果表明,每种桐油中主要都含5种脂肪酸:棕榈酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸和桐油酸,其中影响桐油酸品质的桐油酸含量在几种桐油中分别占91.9%、80.3%和52.1%,说明产地和气候对桐油中桐油酸含量均会产生影响。

某车型排气系统挂钩的静力与动刚度分析及结构优化

燃油车排气系统对发动机的动力性能有着很大的影响,排气系统的挂钩性能间接影响其使用寿命。以某车型排气系统的挂钩作为分析对象,利用有限元仿真分析该排气系统挂钩结构,使用OptiStruct求解器进行4G静力工况模拟,分析排气系统挂钩处的焊缝应力,在挂钩处施加50~200 Hz范围内Z向振动,基于速度导纳法分析挂钩动刚度。以企业标准作为判断依据,采取增加辅助支撑及强化焊接方式对不合理处进行结构优化,设计6种不同优化方案分别进行仿真计算。结果表明:方案四与方案六符合企业标准,优化后排气系统挂钩结构性能得到改善。

冷形变对生物医用Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金显微组织和性能的影响（英文）

采用高真空非自耗电弧熔炼炉对在高纯氩气气氛中Ti-35Nb-2Zr-0.3O(质量分数,%)合金进行熔炼。运用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、维氏硬度计和万能试验机对冷形变前后的合金材料进行显微组织分析和力学性能测试,探讨冷形变对合金组织与性能的影响。结果表明:Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金具有多种塑性变形机制,主要包括应力诱发α"马氏体相变、位错滑移和形变孪晶。随着冷形变率的增加,合金的晶粒细化且位错密度增加,导致合金的抗拉强度和硬度增加。形变过程中α″马氏体的增多使合金的弹性模量略有增加。90%冷变形后的Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金具有较低的弹性模量(56.2 GPa),较高的抗拉强度(1260 MPa)和强度模量比(22.4×10^(-3))等优异性能,比Ti-6Al-4V合金更适合作为生物医用材料。

载阿奇霉素CS/PLGA缓释材料的制备与性能研究

以壳聚糖(CS)、乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)、阿奇霉素片为原料制备多孔载阿奇霉素CS/PLGA缓释材料。采用比表面及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、热重-质谱联用仪(TG-MS)、紫外分光光度计(UV)等方法对多孔材料进行表征。BET结果表明所制的多孔材料平均孔直径均在2~50nm范围内,符合多孔材料的要求; FESEM结果表明多孔材料载药成功; TG-MS热分析结果表明,在500℃时,载阿奇霉素多孔材料的质量残留率为33. 8%,阿奇霉素的质量残留率为14. 2%,载阿奇霉素多孔材料热性能优于阿奇霉素药物本身; UV实验测定结果为该缓释剂的载药量为40. 63%,包封率为54. 03%,106h时累计释放率达到91. 72%,此后基本不再释放,缓释效果良好。

载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的制备及性能

从香蕉树皮中提取香蕉纤维素微晶,将甲钴胺、香蕉纤维素微晶和乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)制备成载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料。运用SEM、BET、TG-MS和FTIR对产物进行了表征;采用紫外分光光度计对载甲钴胺介孔材料进行了载药率、包封率、体外释放度测定。红外谱图分析表明,所制备的香蕉纤维素微晶的主要成分为纤维素;BET法测定结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料的平均孔径(4V/A)(V为孔体积,A为表面积)为17.89 nm;TG-MS结果表明,载甲钴胺香蕉纤维素微晶/PLGA介孔材料分解温度约为300℃;体外释放实验表明,该材料对甲钴胺有较好的控释作用,药物释放遵循零级释放动力学方程。

热塑性木薯淀粉/剑麻纤维复合材料在回生过程中的性能

通过熔融共混法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/剑麻纤维(SF)复合材料,研究了TPS/SF复合材料在回生过程中的热行为、拉伸性能、透光率、球晶大小等。结果表明:随着回生时间的增加,TPS/SF复合材料的熔融焓、拉伸强度和透光率增加,外延起始分解温度、质量损失50%时的温度、外延终止分解温度、最大分解速率对应的温度升高;TPS/SF复合材料的球晶随着回生时间增加变得更细密。

RE-C22/NR复合材料的机械性能和动态力学性能

通过沉淀法合成RE-C22配合物(RE代表La,Sm和Gd元素;C22代表C22H34O6),分两步进行:用氢氧化钠中和C22,然后用RE盐酸盐进行双分解反应,沉淀出RE-C22配合物。通过红外光谱(IR)测定RE-C22配合物的结构。RE-C22配合物和天然橡胶(NR)通过共混制备得到RE-C22/NR复合材料。在160℃进行硫化,交联密度测量结果显示总交联密度随着RE-C22含量的增加而增加。分别研究了复合材料流变性能,静态和动态力学性能以及表面形貌。结果表明,RE-C22作为多功能填料可以加速交联过程中硫磺的硫化,并增强NR的物理力学性能。

随机激励下双稳态压电俘能系统的相干共振及实验验证

随着压电晶体材料的迅速发展,基于压电效应的能量采集系统是俘获环境中的宽带随机振动能量的一种有效途径.研究了有限宽带随机激励作用下,磁斥力双稳态压电俘能系统的相干共振俘能机理,并进行了实验验证.运用Euler-Maruyama方法求解了随机非线性压电振动耦合方程,比较分析了相干共振发生前后系统的动力学特性和俘能效率,然后基于Kramers逃逸速率解释了相干共振.最后的随机振动实验结果验证了双稳态压电俘能系统的相干共振俘能机理.并且观察到:当相干共振发生时,系统会在两个势能阱之间剧烈运动,此时宽带随机振动能量会被转化为大幅值窄带低频振动响应,从而极大地提高了宽带随机振动能量的俘获效率.

应用于X射线屏蔽的马来酸钐配合物改性三元乙丙橡胶

为制备稀土类质量轻且无铅毒的屏蔽材料,首先,利用Sm^2O_3与马来酸酐(MA)通过沉淀法合成了马来酸钐配合物(Sm-MA);然后,将Sm-MA用于改性三元乙丙橡胶(EPDM),制备了Sm-MA/EPDM复合材料;最后,采用TG、FTIR、SEM和XRD对Sm-MA进行测试,并分别表征了Sm-MA/EPDM复合材料的力学性能、微观形貌和屏蔽性能(X射线能量为59.3keV)。TG结果显示Sm-MA在850℃左右热分解失重趋于终止,Sm-MA的总失重率为43.7%,由实验数据算得的Sm-MA中Sm的含量(47.6wt%)与理论计算值46.8wt%基本相符;FTIR谱图显示MA的—COOH特征吸收峰在形成配合物后消失,并出现羧酸根的对称与反对称伸缩振动吸收峰,表明Sm^3+与MA发生键合。力学性能和屏蔽性能测试结果表明Sm-MA能显著增强EPDM的力学性能和屏蔽性能,当Sm-MA与EPDM的质量比为60∶100时,Sm-MA/EPDM复合材料的性能达到最优,拉伸强度为18.3 MPa,补强率达33.6%,屏蔽率达77.1%。所得结论表明添加无毒的金属配合物既可改善复合材料的性能,又能增加其与环境的相容性。

两亲性聚乙二醇桐油酸酯聚合物合成和性能研究

以桐油酸(ESA)和聚乙二醇(PEG)为原料,合成了一种新型的两亲性聚合物聚乙二醇-桐油酸酯(PEG-ESA)。通过红外光谱、质谱和核磁共振光谱法对产物进行表征。利用表面张力法和荧光探针法探究聚合物溶液相关性质,测定不同条件下两亲性聚合物胶束的zeta(ζ)电位和粒径。实验结果表明:利用表面张力法测得PEG-ESA临界胶束浓度(CMC)为1.1×10-5g/L;芘可以增溶于聚合物胶束中;在一定条件下聚合物的胶束可以稳定存在且粒径可达纳米级,为其用于药物缓释提供实验依据。

带有分数阶阻尼的压电能量采集系统相干共振

研究了含分数阶阻尼的双稳态能量采集系统的相干共振.建立了带有分数阶阻尼的轴向受压梁压电能量采集系统动力学模型.对于分数阶方程,采用Euler-Maruyama-Leipnik方法进行求解,计算了不同阻尼阶数下的能量采集系统的信噪比、响应均值、跃迁数目等统计物理量.结果表明:此压电能量采集系统在随机激励下可以实现相干共振,阻尼阶数对相干共振的临界噪声强度和相干共振幅值有很大影响.

冷轧态Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金的异常热膨胀行为

采用高真空非自耗电弧熔炼炉对Ti-35Nb-2Zr-0.3O (质量分数,%)合金进行熔炼。运用OM、XRD、SEM、TEM和静态热机械分析仪对Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金进行表征,研究冷轧形变对合金显微组织及热膨胀行为的影响。结果表明:Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金在冷轧过程中产生应力诱发马氏体α"(stress-induced martensiticα",SIMα")相,并形成平行于轧制方向的强<110>织构。等轴晶组织的Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金表现出正常的热膨胀行为。形变后,合金的热膨胀行为出现异常现象,轧制方向表现为负膨胀,负膨胀程度随着形变量的增加而增大,截面方向表现为大于固溶态的正膨胀。30%形变合金的轧制方向在室温到250℃具有Invar效应,这一现象归因于SIMα"相变、晶格畸变和<110>织构的形成。冷轧态Ti-35Nb-2Zr-0.3O合金在室温到110℃的异常膨胀归因于SIMα"相到β相的晶格转变,而在高于110℃的异常膨胀行为归因于ω相和α相的析出。

铜镍共掺杂铁锰层状氧化物钠离子电池正极材料的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法成功合成了Cu/Ni共掺杂的P2相Na_(0.67)Fe_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)钠离子电池层状氧化物正极材料,研究了共掺杂对该层状氧化物形貌结构和电化学性能的影响。结果表明,Cu/Ni共掺杂后材料的表面更加光滑、层状结构更加清晰,且四种掺杂材料的长循环稳定性和高电流密度下的倍率性能相较于未掺杂材料也得到提高。其中Na_(0.67)Fe_(0.1)Mn_(0.75)Cu_(0.05)Ni_(0.1)O_(2)在经过50圈充放电循环后具有92.2%的容量保持率,在循环100圈后仍具有87.2%的容量保持率,且该材料经过0.1C-0.5C的倍率循环后,容量仅损耗10.26%,展现了绝佳的电化学性能。