用动态光弹法记录的超声脉冲沿固-固界面的传播过程

本文报导了用动态光弹法记录的沿两种玻璃形成的界面上超声脉冲的传播过程。实验中所用的固-固界面是由两种玻璃组成(玻璃Ⅰ的声速较高,玻璃Ⅱ的声速较低)。实验记录了沿界面的两组波脉冲(一组传播较快,一组传播较慢)的形成及独立传播的过程。快波组包括快速层中的纵波脉冲及其产生的三种头波,慢波组包括慢速层中的纵波脉冲及其产生的二种头波。实验中出现的波组的种类和成员与已有的脉冲线源的理论解符合。

超声波脉冲在固-固界面传播的数值模拟分析

为了直观地显示超声波脉冲在固-固界面的传播规律,建立了两种玻璃组成的固-固界面有限元模型,模拟了超声波脉冲在固-固界面的传播情况。通过不同时刻的波场快照图,清晰地显示出超声波脉冲在不同声学参数的两种固-固界面的传播情况,模拟得到的结果与理论和实验结果相符。模拟结果表明,通过有限元模拟方法正确的模拟了超声波脉冲在固-固界面中的传播过程,清晰地观察到了在界面上形成的复杂声场情况,模拟结果可为超声无损检测技术在检测参数选择、缺陷特征提取等方面提供一定的参考。

固-固界面的非线性效应

固－固界面的非线性效应陈建军姜文华水永安（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１实验本文描述的２个实验旨在通过检测非线性反射横波来考察界面耦合状况的变化对非线性的影响，测量非线性反射横波的实验装置如图１所示，研究的界面包括玻璃...

降低固-固界面接触热阻研究

接触热阻是影响固-固界面之间传热的重要因素,文中研究了界面压力、接触面粗糙度、接触面平面度和在固-固界面添加导热介质等方式对固-固界面接触热阻的影响。研究显示在低压力水平和四角加压的方式下,降低接触面粗糙度和在接触面之间填充导热介质可以有效降低固-固界面的接触热阻。

Mo-Al体系固-固界面反应研究现状

针对Mo-Al体系,利用固态相变阶段化分思想,从相关理论和试验出发试归纳总结了Mo-Al固-固界面反应的"孕育期"、初生相种类等情况的研究工作进展。由于Mo-Al固-固界面反应的新生相受控于热力学、动力学、Mo-Al体系尺寸、浓度等因素,仅依赖经典热力学是不可能得到统一合理的解释,因而Mo-Al体系的几种化合物Mo3Al8、MoAl4、MoAl5、MoAl6、MoAl12均有可能成为初生相。

零蠕变法测量固-固相界面能研究

金属多层膜在高温低应力条件下发生弹性蠕变时,由于膜的塑性流动,使得测量金属固固相界面能成为可能。介绍了一种测量金属固-固相界面能的方法——零蠕变法,并着重阐述双向零蠕变法的原理和设备。

聚合物固态电解质-锂负极界面的研究进展

固态锂电池是新能源领域最有希望的下一代高能量密度电池体系之一。本文以聚合物固态电解质-锂负极界面的构型特征和形成机理为基础,系统讨论界面接触性、界面化学和电化学反应、锂负极枝晶生长等问题对二者之间的界面稳定性与兼容性的影响。基于此,本文重点阐述了掺杂改性、结构设计等手段在三种聚合物基体与锂负极之间的界面的应用。此外,本文还综述了常见界面表征手段及其在聚合物固态电解质-锂负极界面的应用情况。最后,基于设计和构筑稳定的聚合物固态电解质-锂负极界面的相关策略,本文对掺杂、核层设计等界面优化手段的发展前景进行分析与展望。

脉动流诱发固—固界面分离的力学分析

变流体成脉动流注入工程容器中，其中的固体结构容易被加在其表面上的脉动流压所激励而引起振动。本文以薄板为研究对象，导出其诱发弯曲振动微分方程式，并从理论上分析了分离固体附着物的条件及其各种影响因素。

固态锂金属电池中原位聚合电解质的研究进展

在下一代电池体系中,固态金属锂电池具有高能量密度潜力,同时有望避免目前电池面临的燃烧、爆炸等安全隐患.其中,固态电解质和电极材料之间的固-固界面接触差是其实用化面临的重要挑战.近年来,经电池内部原位聚合反应制得的原位聚合电解质用于固态锂金属电池具备界面一体化提升固-固界面相容性、抑制枝晶的形成、抑制正极过渡金属离子/多硫化物/氧化还原介质的溶解/穿梭并提升电池电化学性能多种优势.本文首先讨论了聚合电解质的反应机理,然后分析了电池内部常见电解质的原位聚合原理,总结了固态锂金属电池中原位聚合电解质的最新研究进展.最后,对未来原位聚合电解质的发展方向和商业化应用进行了展望.

锂镧锆氧(LLZO)基固态锂电池界面关键问题研究进展

与目前采用有机电解液的商业化锂离子电池相比,引入固体电解质的固态锂电池在同时提升电池能量密度和安全性方面具有巨大潜力,成为开发下一代锂电池的重点。在众多固体电解质材料中,石榴石型的锂镧锆氧(Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12),LLZO)凭借高锂离子电导率、优异的对锂稳定性和宽电化学窗口等优点受到广泛关注。然而,LLZO的引入带来诸多界面之间的突出问题,例如固固界面的物理接触、应力应变、电荷重新排布以及电化学稳定性等。这些问题不仅是影响电池性能的关键因素,而且带来了很多新的物理化学现象需要深入研究。因此,本文从LLZO基固体电解质与电极之间的外部界面和固体电解质及复合电极内部界面两个角度入手,依据本课题组多年的研究积累,结合领域内最新研究动态,详细讨论了:(1)LLZO基固体电解质粉体材料表面碳酸锂(Li_(2)CO_(3))的形成原因、对电化学性能的影响以及克服这一问题的手段;(2)LLZO基固体电解质层内部界面调控对锂离子电导率及电池电化学性能的影响;(3)LLZO/Li界面特性及Li在LLZO基陶瓷电解质中贯穿生长,深入探讨了诱导Li析出和生长的电场、电荷、应力应变等作用机制;(4)复合正极内部界面问题及其与电解质层外部接触界面的一体化构筑方法。希望通过本文对LLZO固态锂电池界面问题的关键科学和技术的分析总结,为构筑高导通高稳定界面,推动高性能固态锂电池发展提供思路。

基于无机钠离子导体的固态钠电池研究进展

锂离子电池的迅速发展导致锂价格上涨,另外,锂资源地壳储量低且分布不均,引起了人们对锂离子电池替代品的研究。钠资源丰富且与锂有相似的化学性质,使得钠离子电池受到广泛关注。基于不可燃无机固态电解质的固态钠电池,兼具高安全和低成本的优势,成为规模化储能领域非常有前景的储能器件。经过不懈努力,适用于固态钠电池的电解质已经被陆续开发,包括常见的β-Al2O3、NASICON型、硫化物型固态电解质以及新型富钠反钙钛矿和复合氢化物等。这些钠离子固态电解质经过合成条件优化、元素取代或置换、结构调控等手段,室温离子电导率可达10-3 S/cm以上,已经完全可满足实用需求。但是,固态钠电池的实际应用依然受到较大挑战,主要是固态电池中电解质与正负极材料间的化学、电化学相容性差,以及固-固界面接触问题。本文通过梳理近些年与固态钠电池相关的研究,总结了不同类型固态电解质应用到固态钠电池过程中遇到的机遇和挑战,以及相应解决策略,同时讨论了固态钠电池未来可能的发展方向和趋势。总的来说,主要通过引入离子液体或聚合物、多孔结构设计、电解质包覆,以及复合正极设计等方式,提升固态钠电池电化学稳定性。

全固态锂离子电池内部热输运研究前沿

本文简要阐述了全固态锂离子电池的特点及其内部热输运研究的意义.介绍并总结了国内外与正极材料、负极材料、固态电解质,以及电极与电解质界面热输运性质相关的实验和理论工作.针对脱嵌锂过程对电极材料热导率的影响机理尚不明确,非晶态转变对电极材料热输运研究的挑战,界面热输运模型与方法不足等问题,系统梳理了全固态锂离子电池内部热输运的重要前沿科学问题.

非线性电导涂层对直流GIL绝缘子空间/表面电荷和沿面电场的调控研究

空间/表面电荷积聚是导致直流GIL绝缘子沿面闪络电压降低的潜在原因,涂敷非线性电导涂层是提升沿面绝缘性能的有效方法。本文建立了电场依赖性非线性电导涂层对绝缘子空间/表面电荷及沿面电场调控的数学模型,综合考虑了绝缘气体电流密度以及绝缘子固体电导率与电场强度的非线性关系,通过该模型研究了温度梯度分布下绝缘子内部电荷的分布规律,以及非线性电导涂层对绝缘子表面电荷积聚的影响机制。结果表明:非线性电导涂层对空间电荷消散有明显的促进作用,高压电极附近的同极性电荷主导了表面电荷分布;由于表面电荷分布和切向电场的改善,绝缘子的沿面闪络性能得到提高;在绝缘子与涂层界面之间会积聚正电荷,并从高压电极向地电极逐步递减。

玻璃平面波导的热键合制备与界面扩散研究

铒镱共掺磷酸盐玻璃平面波导在散热和抑制非线性效应方面具有独特优势,可开发作为近红外1.5μm高平均功率固体激光器的增益介质,具有重要意义。文中应用光胶热键合方法制备铒镱共掺磷酸盐玻璃平面波导,研究了预键合阶梯升温过程对键合质量的影响。通过电子探针表面分析(EPMA)得到键合温度和键合时间对键合界面分子扩散层厚度的影响,并根据Fick第二定律,探讨了一维等效假设下的芯层玻璃中的Yb^(3+)扩散机理,建立了热键合过程中的固-固界面分子扩散模型。最终通过选择最优的热处理工艺参数,得到了键合质量良好且键合强度达到11.63MPa的芯层厚度为100μm的三明治结构平面波导。

什么是界面？

界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。

一种新型贮能材料的研制及其应用前景

叙述了一种新型团－固相变贮能材料的研制方法，通过对“钙钛矿型”和“塑性晶型”材料的合成、配方及其与环氧树脂、铝粉和室温固化硅橡胶的共混，配合以示差扫描热分析，得到相变温度３０～４０℃，相变热焓大于１００Ｊ／ｇ的固－固相变材料，讨论了这种材料在能源、航天、农业、建筑、化工、冶金等领域的应用前景。

浅析SOFC性能衰减的材料因素

从SOFC工作状态出发,分析了材料在氧化还原气氛中的固-气界面化学稳定性、材料间固-固界面的扩散与相互反应的特性,以及外部化学物质的介入对三相界面反应的干扰等三方面因素对电池性能可能产生的影响.作者认为,注重探究实用的SOFC电池性能衰减材料因素有助于我国SOFC电堆的研制.

基于格子Boltzmann方法的曲面接触热阻模拟

通过建立基于格子Boltzmann方法的单松弛数值模型,对固-固曲面间的接触热阻特征进行了数值模拟研究。其中,接触面的形貌特征通过在曲面坐标上采用W-M分形特征函数生成,并通过CMYTCR接触模型得到接触形变特征。曲面边界采用具有二阶精度的插值方法,接触面间间隙介质与固体材料之间的传热采用等体积比热假设进行耦合。在采用具有理想光滑曲面间隙的模型对计算模型进行验证的基础上,对温度、压力、材料和表面粗糙度四种因素对曲面接触热阻特征的影响进行了模拟分析。研究结果表明,上述不同因素主要通过改变间隙中气体导热系数以及接触面间隙特征最终影响接触热阻大小,其中温度主要通过影响间隙中空气导热系数影响接触热阻,而压力、材料硬度以及表面粗糙度则主要对接触面特征产生影响。

X射线光电子能谱在材料研究中的应用

Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）在材料科学与工程的许多领域中有着广泛的用途。本文将讨论ＸＰＳ在材料研究的三个方面的应用，即材料表面改性、固体－固体界面体系及材料与环境的相互作用。我们将引用一些具体的例子来说明ＸＰＳ的应用价值及其研究方法。所讨论的例子将涉及聚合物和氧化物材料的表面改性、化学及物理气相淀积、粘接界面断裂机制、腐蚀及摩擦等领域。