Si/C复合锂离子电池负极材料的制备及其性能

从电池性能的角度出发,合理设计电池负极材料是必要的,为此提出Si/C复合锂离子电池负极材料的制备及电化学性能分析研究。准备实验材料和仪器后,分别按照Si:石墨为1:9、2:8、3:7和4:6的比例准备混合料,按照料液比1:4加入无水乙醇作为球磨介质,在球磨机中进行球磨处理,干燥后得到Si含量分别为10%、20%、30%和40%的复合材料;按照质量比为90:5:2:3的比例活性物质(Si/C复合材料)、导电剂碳黑、分散剂乙二醇和粘结剂PVDF配置浆料,涂抹于锂箔表面,经热压成型机对极片进行压实处理,得到Si/C复合锂离子电池负极。在采用电池测试系统在100 mA/g下对硅含量分别为10%、20%、30%和40%的复合材料电极电化学性质进行测试,得出结论Si/C复合锂离子电池负极材料的放电容量受硅含量影响明显,并且不存在直接的线性相关关系;硅含量也会影响Si/C复合锂离子电池负极材料的库伦效率,过高或高低都会导致库伦效率下降。

机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究

采用Fe-6．5％Si合金粉与Si-22％Fe合金粉末，经机械合金化制备了Fe-13．95％Si固溶体合金。由碰撞频率、速率与球磨工艺条件的理论关系推导出了球料比的最佳值。利用XRD、SEM和EDX手段对球磨后的Fe—Si粉体进行了结构、形貌及成份表征。结果表明：混合粉体球磨12h可实现机械合金化，合金化的粉体为α—Fe（Si）过饱和固溶体，颗粒尺寸为0．5～15μm，显微组织为纳米晶结构，平均晶粒尺寸约为18nm。

高能球磨对Al-Fe-V-Si耐热铝合金微观组织及压缩性能的影响

采用惰性气体雾化法制备了Al-7.8Fe-1.3V-2.0Si合金粉末,通过高能球磨和粉末冶金工艺制备了Al-Fe-V-Si合金棒材,研究了材料的微观组织和在25,250,315℃下合金的压缩强度,结果表明,高能球磨可以使合金中Al12(Fe,V)3Si析出相分布更加弥散均匀,能使合金在25,250和315℃下的压缩强度得到大幅度提高。

TFT-LCD边角漏光不良机理分析及改善研究

目前,薄膜晶体管型液晶显示器(Thin-Film Technology Liquid Crystal Display,TFT-LCD)已成为显示领域的主流产品,而液晶面板是TFT-LCD的一个重要组成部分。LCD边缘漏光会导致画面失真,影响可视效果,造成画面显示品质下降、良率降低,因此改善边缘漏光成为急待解决的问题。本文研究了液晶与PI膜层取向异常对边角漏光的影响、LC Pattern设计对边角漏光的影响、Si-Ball型号对边角漏光的影响等,结果证明LC Pattern设计对边角漏光具有较好的改善效果,Pattern拉伸可改善边角漏光但更易造成液晶穿刺现象,小滴优化不仅能改善边角漏光而且也能防止液晶穿刺。另外小型Si-Ball对边角漏光改善效果最优,同时从信赖性验证等方面可以排除较小Si-Ball,限定出Si-Ball选择范围。

机械合金化在Fe-Si合金制备中的应用

机械合金化是一种新的材料制备方法,近年来在功能材料的制备中得到了广泛的应用。该文简要回顾了机械合金化的发展历史,阐述了机械合金化的原理及反应机制,介绍了机械合金化技术在过饱和固溶体、非晶、纳米晶及金属间化合物等领域的应用状况。指出机械合金化过程的热力学和动力学研究及合金相结构、性能与球磨工艺条件之间的规律是今后研究的重点,后续处理工艺的改进是产品实现从实验室向工业应用转变的重要保证。

热处理对片状Fe-Si-Al磁微粉微波电磁性能的影响

以气体雾化Fe-Si-Al(Fe5.5Si9.5Al)合金粉末为原料,采用退火热处理和机械球磨相结合的方法制备出了片状Fe-Si-Al磁微粉,并研究了退火热处理对片状磁微粉微波电磁性能的影响。研究表明:通过对原料进行机械球磨可以获得片状形貌优良、磁性能良好的Fe-Si-Al磁微粉。机械球磨使Fe-Si-Al粉末的磁导率在微波低频段得到大幅度提升,而退火热处理可进一步调节粉末的磁导率;此外,对原料进行预退火热处理,更有利于获得高磁导率的Fe-Si-Al磁微粉。本研究所制磁微粉的磁导率实部μ′最大可达5.09,虚部μ″最大可达3.65。

锂离子电池Si/C复合负极材料的合成与性能

采用球磨-热解工艺制备了Si/C复合负极材料。研究了球磨时间对Si/C复合负极材料结构和电化学性能的影响,并分析了电极的失效机理。研究结果表明,通过球磨可以将纳米硅颗粒均匀分散于石墨基体材料表面,同时,葡萄糖热解后形成的无定形碳使两者紧密结合。球磨3h合成的材料具有最优的电化学性能。以100mA/g的电流密度放电,首次放电容量达到1340mAh/g,首次充放电效率为75.6%,循环50次后,容量保持率为34.2%。

Al-Si合金粉末的高能球磨及其表征

为制备能满足使用要求的高硅铝合金电子封装材料,采用高能球磨对Al-Si合金粉末进行氧化预处理,结合包套热挤压制备Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,并利用粉末粒度分析仪、氧分析仪、金相显微镜及扫描电镜对球磨粉末氧含量、粉末粒度及材料组织进行分析。研究结果表明:Al-Si合金粉末经24 h球磨后,粉末粒度明显减小,部分粒径从3～5μm减小到0.1～0.2μm;球磨后粉末形状从原来的长条状转变为细小的球状;粉末氧含量随着球磨时间延长而增加,且与球磨时间接近于呈线性关系;粉末经高能球磨后,所制备材料晶粒更加细小,特别是硅粒子已明显细化,材料组织更均匀、更致密;随着粉末球磨时间延长,材料热导率增加,球磨32 h后,材料热导率高达145.5 W·m-1·K-1。

硅碳复合负极材料的制备及电化学性能

以酚醛树脂为碳源,采用机械球磨-热解工艺将硅和石墨复合制备出硅碳负极材料。通过XRD、SEM、恒流充放电、交流阻抗表征。结果表明:硅、石墨是以物理方法复合的,复合过程未发生化学反应产生新相。球形硅颗粒与石墨片交错排列,形成具有一些孔洞的网状结构,在一定程度上改善了材料的循环稳定性,以及提高其库仑效率。交流阻抗测试揭示出随着循环次数的增加,电极材料的SEI膜阻抗和电荷传递阻抗变大是造成其循环稳定性和库仑效率降低的主要原因。

锂离子电池Si-Mn／C负极材料的电化学性能

利用机械球磨法得到Si和Mn原子比为3:5的复合材料,将此材料与20 wt％的石墨混合球磨得到Si3Mn5／C复合材料．利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析材料的物相和电极的微观结构．结果表明:所得材料中没有Si-Mn二元新相的生成,材料的颗粒尺寸为0．5—2．0μm．碳的加入抑制了活性中心Si在循环过程中的较大结构变化,且Si—Mn复合物颗粒均匀地分散在碳的网格中,增加了复合材料的电接触．合成样品的电化学测试表明, 石墨的添加提高了Si-Mn复合材料的可逆容量和循环性能． Si-Mn／C复合物的首次可逆容量为347mAh·g-1,充放电效率为70％．进而经200℃热处理的Si-Mn／C电极的首次可逆容量为 463mAh·g-1,充放电效率为70％．在30个循环后复合材料仍保持426mAh·g-1的可逆容量, 充放电效率稳定在97％以上．

锂离子电池用多孔硅/石墨/碳复合负极材料的研究

在两步高能球磨和酸蚀条件下制得了多孔硅/石墨复合材料,并对其进行碳包覆制成多孔硅/石墨/碳复合材料。通过TEM,SEM等测试手段研究了多孔硅材料的结构。作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明多孔硅/石墨/碳复合材料相比纳米硅/石墨/碳复合材料有更好的循环稳定性。同时,改变复合体配比、热解碳前驱物、粘结剂种类和用量也会对材料的电化学性能产生较大的影响。其中使用质量分数为10%的LA132粘结剂的电极200次循环以后充电容量保持在649.9mAh·g-1,几乎没有衰减。良好的电化学性能主要归因于主活性体-多孔硅颗粒中的纳米孔隙很好地抑制了嵌锂过程中自身的体积膨胀,而且亚微米石墨颗粒和碳的复合也减轻了电极材料的体积效应并改善了其导电性。

高能球磨制备Fe-6.5%Si合金微粉的研究

Fe-6.5%Si(质量分数)合金具有优异的软磁性能,是高频电机铁芯的理想材料。采用高能行星球磨法制备了Fe-6.5%Si合金微粉。利用激光粒度分布仪、扫描电镜以及X射线衍射仪分别观测了球磨过程中粉末粒度、形貌及结构的变化。结果表明,随着球磨时间的延长,颗粒不断细化,但细化速度逐渐减小;Fe-6.5%Si合金在氩气保护下高能球磨过程中成分稳定,球磨产物为具有亚微米结构的过饱和固溶体;当球磨罐中装料量(mp=100g)一定时,理论计算和球磨实验得出最佳球料比为10∶1。

高能球磨稀土高硅铝合金粉末性能表征

对快速凝固法制备得到的Al-20Si-0．35RE合金进行不同时间的高能球磨，然后对球磨后的粉末进行多次热压变形，采用XRD，ESEM以及TEM等表征变形前后合金粉末的显微组织，并对变形后合金的导电性能进行了研究。研究发现快速凝固Al-20Si-0．35RE合金粉末的显微组织主要由细小的Al-Si固溶体（0．3～0．5μm）、初晶硅、稀土铝硅化合物（0．16～0．3μm）组成；随着球磨时间延长，颗粒粒径显著减小；经过多次热压变形后合金晶粒显著细化，品格畸变减小，位错钉扎稀土化合物，形成类似表面渗流效应，合金导电率提高至70％IACS。

基于Z8016深孔钻床高速化改装的结构设计

为有效提高Z8016深孔钻床的加工效率和加工质量,对其进行了高速化的改装。改装过程以满足加工过程高效性和高稳定性为设计原则,分别为主传动系统和进给系统选用了合适的电主轴和滚珠丝杠副,并且针对高速深孔加工切屑量大的问题选择了SIED(单管内排屑喷吸钻)深孔加工系统,同时确定了与加工需求相匹配的切削液最大压力及流量。改装后的Z8016深孔钻床在深孔加工生产过程中具备高效性和高稳定性的特点,所加工出的深孔精度符合要求。

高能反应球磨/退火制备Fe3(Si,Al)粉体及其有序度研究

利用Fritsch Pulversitte 5型行星式球磨机、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究3Fe/xSi/(1-x)Al(x=0.75,0.5,0.25)混合粉末的机械球磨过程,分析球磨1h和5h的粉末在860°C条件下退火4h的物相组成,并采用长程有序参数定量表征了退火得到的有序相的有序程度。研究表明,试验粉末球磨5h以上可以得到单相Fe(Si,Al)固溶体,其晶粒尺寸约为20nm;球磨5h的3Fe/xSi/(1-x)Al(x=0.75,0.5,0.25)混合粉末在860°C条件下退火4h后形成的有序相分别为Al0.3Fe3Si0.7、Al0.5Fe3Si0.5和Al0.7Fe3Si0.3,其有序度分别为0.79060、.6888和0.7032。

高硅强韧性耐磨铸钢磨球的研制和应用

通过对磨球磨损机理的分析,采用高硅微合金化方法和中断正火热处理新工艺所研制出的ZG55SiCrMoTiBRE铸钢磨球,经装机试验和长期使用表明,该磨球硬度高、韧性好,同时具有较高的抗磨性能,使用寿命比锻钢磨球高3倍;比ZG55铸钢磨球高1倍以上。

高能球磨时间对铝硅合金导电性能的影响

采用激光粒度分析、SEM分析等方法,研究了在高能球磨制备铝硅合金过程中随着球磨时间推移,颗粒形貌和粒径的变化,及对合金导电性能的影响。结果表明:球磨时间为12h时,铝硅合金(质量成分比为Al-20Si-0.35RE)的导电性能最佳。

包覆混料对镀铜混合尺寸SiCp/Fe力学性能的影响

为探索提高SiCp/Fe力学性能的途径,采用包覆混料工艺,研究了该工艺对镀铜SiCp/Fe力学性能的影响,以及该工艺下增强粒子混合尺寸的影响.结果表明:包覆混料相比于普通混料,可显著改善SiC粒子在基体中分散的均匀性,而镀铜的作用是显著消除界面缺陷;性能的改善是包覆混料改善粒子分散性和镀铜改善界面结合的综合结果.对于体积分数30%SiCp/Fe的抗拉强度,通过包覆改善均匀性的贡献可提高7.2%,通过镀铜消除界面缺陷的贡献可提高12.5%,因此减少界面缺陷对颗粒增强复合材料力学性能的提高更重要.混合尺寸粒子对力学性能的增强效果明显高于其对应单一尺寸,这是由于小尺寸粒子能有效地提高基体的强度,而大尺寸颗粒更有效地承担载荷传递的作用.

Al-V合金预磨状态对Al-Fe-V-Si-Nd机械合金化过程中显微组织演化的影响

采用高能球磨法制备Al89.5Fe6 .4V0 .7Si2 .4Nd合金粉末 ,并用X射线衍射技术研究了球磨过程中的组成。发现经 60h高能球磨 ,合金粉末的微观组织由Al非晶和Al3V相组成 ;Al V合金的预磨状态影响Al89.5Fe6 .4 V0 .7Si2 .4Nd合金机械合金化过程中显微组织演化。

国内外陶瓷轴承的发展现状

陶瓷轴承有着金属轴承无法比拟的优越性能 ,并正在某些特殊领域发挥着重要作用。简要论述了国内外陶瓷轴承的发展及应用问题。