利用废弃椰木制备B和N共掺杂碳微纳结构及其电磁波吸收性能

5G通信技术为社会发展和日常生活提供了极大的便利,但同时也带来严重的电磁波污染。为了减轻这种污染产生的危害,设计轻量化和环保的宽带电磁波吸收材料已成为研究热点。本文利用椰木做前驱体制备了一种具有竹节管状一维结构的B和N共掺杂碳材料,B和N共掺杂优化了生物质衍生碳的组成,改善了材料的阻抗匹配,一维的竹节中空结构有利于电磁波进入材料内部。制备的材料具有优异的电磁波吸收性能,最低反射损耗(RL)在14.12 GHz时达到-59.64 dB,有效吸收带宽(EAB)宽度范围为5.88 GHz,所需厚度仅为2.1 mm。研究结果表明这种材料优异的电磁波吸收性能来自于电磁波在材料中的多重折射和散射、偶极子极化、界面极化及电导极化等方面的共同作用。

两步贝氏体转变对中碳微纳结构钢韧性的影响

采用一步(300℃等温6 h)和两步(300℃等温2 h+250℃等温24 h)低温贝氏体转变工艺,研究了残留奥氏体对中碳微纳结构钢冲击韧性的影响,对不同热处理试样的显微组织、各相体积分数、大小角度晶界、有效晶粒尺寸与冲击性能进行表征和分析。结果表明,与一步贝氏体转变相比,两步贝氏体转变试样的冲击性能明显提高,-40℃冲击功从31 J提高到42 J,主要原因是第二步贝氏体转变时新形成的贝氏体铁素体分割细化块状未转变奥氏体,减少贝氏体等温后淬火过程中块状马氏体形成,在冲击过程中能够更好地使裂纹分叉甚至阻止裂纹的扩展,显著提高样品的韧性。

镍铁氧体-碳微纳异质结构的水热法制备及其性能研究进展

镍铁氧体作为一种典型的尖晶石型铁氧体,具有高理论容量和良好的静磁性能。而其与碳材料复合后可在保持良好的静磁性能的同时提高电化学性能与光催化性能,这使得碳-镍铁氧体的微纳异质结构在锂电池、超级电容和光催化等领域拥有广阔的应用前景。综述了目前碳-镍铁氧体异质微纳材料的水热法制备情况,以及碳-镍铁氧体微纳异质结构的静磁性能、电化学性能、光催化性能的研究进展。

微纳复合结构中间相球形软碳的性能

为研究微纳复合结构中间相球形软碳材料的电化学性能以及用于储能锂离子电池的优势,对软碳材料的结构、扣式半电池和成品全电池的性能进行测试。制备的球形软碳外形圆整、分布均匀,球径较小,经炭化后的微球结晶度增大,炭材料的整体结构变好。制作的扣式半电池在0.005~2.000 V充放电,0.1 C首次库仑效率约为87.1%,2.0 C充电容量为1.0 C时的84.8%,0.5 C循环50次的充电容量保持率为99.9%。装配的50 Ah全电池在2.3~4.2 V充放电,2.00 C、3.00 C放电容量保持在80%以上,在-20℃时,放电容量仍可达到80%以上,以0.50 C循环600次的容量保持率为97.7%。

能源存储与转化用微纳超结构碳:现状与建议

碳材料作为电极材料或关键组分在诸多能源存储与转化器件中发挥着不可或缺的作用。然而,传统碳材料存在的结构单一、富含缺陷和织构无序等问题严重制约了相关器件性能的提升,难以满足新能源和电动汽车产业的快速发展需求。针对上述问题,文章提出了微纳超结构碳的概念和设计思想,采用结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装,构建碳材料跨越“纳−微−宏”的多层次孔道、多尺度网络、多组分界面,获得具有“精准定制、层次有序、厚密联通、多相耦合”基本特征的微纳超结构碳。同时,文章全面综述了微纳超结构碳材料在能源存储与转换器件中应用的国内外最新研究进展,涵盖了锂/钠离子电池、超级电容器、固态电池、水系电池以及氢能转换技术等关键领域,并对未来储能用碳材料的发展方向和应用模式作出展望。