锂离子电池用纳米Sn/SnSb合金三维复合负极的制备及性能

采用多步电沉积法制备的三维多孔铜箔作为集流体、低温液相化学还原法制备的纳米Sn/SnSb合金作为负极材料,制备出一种新型三维多孔结构的纳米Sn/SnSb合金复合负极.通过与普通负极电化学性能的对比实验发现,这种新型三维复合负极具有如下优点:三维多孔网络结构提高了负极活性材料与集流体之间的结合力,使不含粘结剂电极的制备成为可能;有效缓解了高容量负极活性材料在充放电过程中的体积膨胀,提高了负极活性材料的循环性能,当循环到第30周时,普通负极剩余容量为初始容量的33%,而三维复合负极剩余容量为初始容量的41%;三维铜箔集流体的特殊结构为高容量负极活性材料提供了一个良好的导电环境,使电极反应进行得更加完全,从而获得了更高的电极比容量,普通负极初始容量为480mAh·g-1,而三维复合负极达到了800mAh·g-1.纳米Sn/SnSb合金三维复合负极良好的电化学性能为锂离子电池负极结构的设计开发提供了新的思路.

纳米多孔SnSb合金在钠离子电池中的应用

采用化学脱合金法制备了具有纳米多孔结构的SnSb合金材料,并将其应用于钠离子电池的负极.电化学性能测试结果表明,与SnSb颗粒相比,这种具有孔道与韧带双连续结构的合金负极具有高的放电比容量、优良的循环性能和倍率性能.在50 mA·g^(-1)的电流密度下首次放电比容量为419.9 mAh·g^(-1);25次循环之后容量可达264.3 mAh·g^(-1);在150 mA·g^(-1)的放电倍率下,其放电比容量仍可达350.2 mAh·g^(-1).

Bi-Pb-Sn-Cd四元合金纳米微粒的制备及其摩擦磨损性能研究

通过直接对Bi-Pb-Sn-Cd四元块状合金进行超声分散制备了相应的四元合金纳米微粒;采用X射线衍射仪和热分析仪分析所制备的纳米微粒结构;采用透射电子显微镜考察了纳米颗粒的形貌及尺寸分布;采用四球摩擦磨损试验机考察了纳米颗粒的摩擦学性能.结果表明,所制备的纳米颗粒为低熔点共晶合金纳米微粒,颗粒平均尺寸在10～20nm之间,其作为润滑油添加剂表现出良好的摩擦学性能.

纳米Al_2O_3添加剂含量对Cu-Sn合金镀层微结构及性能的影响

当下,焦磷酸盐体系Cu-Sn合金电镀存在许多问题,将纳米Al2O3粉末加入镀液中,可解决镀层的一些结构和性能问题。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电化学测量技术,研究了纳米Al2O3添加剂对Cu-Sn合金电镀层微结构及性能的影响。结果表明:在直流电镀过程中,纳米Al2O3能够进入Cu-Sn合金镀层,镀层微结构、性能与其含量有着较大的关系;随着纳米Al2O3含量的增加,Cu-Sn合金镀层更加致密、均匀,其硬度、耐蚀性与耐磨性不断提高;当Al2O3纳米浓度达到8 g/L时,Cu-Sn合金镀层的显微硬度、耐蚀性能、耐磨性能及与基体的结合强度处于最佳状态。

高能球磨制备Al-Pb-Si-Sn-Cu纳米晶粉末的特性

通过机械合金化制备了 Al-15%Pb-4%Si-1%Sn-1.5%Cu(质量分数)纳米晶粉末。采用 X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的组织结构、晶粒大小、微观形貌以及颗粒中化学成分分布情况进行了研究。结果表明混合粉末经过球磨后形成了纳米晶,其组织非常均匀。球磨对 Pb 的作用效果明显大于对 Al 的作用效果,经过 40 h 球磨后 Pb 粒子达到 40 nm,而 Al 在球磨 60 h 后晶粒为 65 nm;经球磨后,Cu 和 Si 固溶于 Al 的晶格中,而 Sn 则固溶于 Pb 晶格中,并且 Al 和 Pb 发生了互溶,形成了 Pb(Al)超饱和固溶体;在球磨过程中硬度高的脆性粒子 Si 难于完全实现合金化。

机械合金化制备Al-Sn合金及其摩擦性能研究

采用机械合金化和粉末烧结的方法制备了纳米细晶/粗晶Al-Sn合金,研究了粗晶含量对合金微观形貌、摩擦形貌和耐磨性能的影响,探讨了Al-12Sn合金的磨损机制及影响因素。结果表明,机械合金化得到的双相双尺度Al-12Sn合金,在不同载荷下的摩擦系数要高于未添加粗晶的纯纳米晶Al-12Sn合金,但是低于纯粗晶Al-12Sn合金;当粗晶Al-12Sn粉末比例为30%时,烧结Al-12Sn合金具有最佳的抗摩擦磨损性能,其耐磨性能高于纯纳米晶和纯粗晶Al-12Sn合金,提高幅度分别约为1.5倍和2倍;随着粗晶Al-12Sn粉末比例的提高,合金的磨损机制从局部剥落演变为大面积摩擦层的剥落,并且摩擦表面的氧化摩擦层的数量不断降低。

电镜原位电子束辐照下Au_(85) Sn_(15)纳米线的动态熔化过程（英文）

金锡合金焊料由于其良好的性能逐渐成为一种可能替代锡铅焊料的无铅焊料,并且利用电子束辐照的焊接方式,一维金锡纳米线已经成功用于TiO_2纳米线的焊接,这为钛基半导体氧化物纳米材料的焊接提供了实验经验。然而,金锡焊料在电子束焊接时的熔化机制和动态过程的研究还很贫乏。在本文中,我们通过电化学沉积的方法制备了一维Au_(85) Sn_(15)合金纳米焊料,并详细地研究了在透射电镜中的电子束辐照下,其形貌,晶体结构,化学元素分布的演化过程,并进一步探究了电子束辐照熔化纳米焊料的机理。研究发现,在电子束辐照下,一维Au_(85) Sn_(15)合金纳米焊料的形貌由线状熔化为液滴状;其晶体结构由AuSn和Au_5 Sn为主,少量Au,β-Sn,SnO_2的混合相转化为单一的Au_5 Sn相;其化学元素在电子束辐照下发生质量损失,该过程既有物理相变又有化学相变。在电子束辐照传递的能量作用下,原子的流动或扩散迁移和重新排列是形成新的结合层的动力学机制。该工作不仅为应用纳米焊料进行电子束焊接提供了实验依据,而且为电子束辐照熔化金锡纳米合金纳米焊料的内在机制的研究提供了宝贵经验。

第二相粒子尺度对ZCu10Sn2ZnFe合金力学性能的影响

采用真空熔炼-离心铸造工艺制备新型ZCu10Sn2ZnFe合金;通过透射电镜,研究了Fe含量对ZCu10Sn2ZnFe合金中的Fe相粒度分布和形貌的影响,证实了基体中纳米Fe颗粒的存在,通过小角散射实验确定了Fe添加量分别为1%、1.5%和2%时合金基体中纳米铁颗粒的平均半径和体积分数,并根据奥洛万机制和共格界面原理,分析了粒子尺度对材料力学性能的影响。

Sn纳米粒子对AZ31镁合金组织和性能的影响

采用直流电弧等离子体法制备Sn纳米粒子,通过搅拌铸造的方法添加到AZ31镁合金当中。通过金相、扫描电镜和拉伸性能测试等技术,考察了添加不同量的Sn纳米粒子对AZ31镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sn纳米粒子可抑制共晶相以层片状析出,促进β-Mg_(17)Al_(12)相以骨骼状分布在晶界处。重要的是,观察到Sn纳米粒子在镁合金中生成了纳米尺寸的Mg_2Sn颗粒,但主要以颗粒团簇的形式存在。过量添加Sn纳米粒子,会使Mg2Sn纳米级颗粒团聚严重,降低AZ31镁合金的力学性能。结果表明,添加1%Sn(质量分数)纳米粒子,AZ31镁合金的力学性能最优。

定向凝固速率对ZChSnSb8-4合金组织及力学性能的影响

采用定向凝固工艺制备不同定向凝固速率下ZChSnSb8-4合金试样,对ZChSnSb8-4合金中的Cu_(6)Sn_(5)相的枝晶间距、SnSb相的晶粒半径、SnSb相的硬度与定向凝固速率进行对比。结果表明,随着生长速度的增大,Cu_(6)Sn_(5)相的枝晶间距随着生长速度的增加呈先增加后逐渐稳定的趋势;随着生长速率增大,定向凝固区中SnSb相的晶粒半径逐渐减小,而SnSb相硬度呈增大趋势,当定向凝固速率为100μm/s,SnSb相硬度(HV)最高,为104.8。

纳米Mg2Sn增强镁基复合材料的组织与性能

利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg_2Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg_2Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响。结果表明:随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg_2Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg_2Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。

超超临界机组汽轮机轴瓦失效分析

对某电厂某机组#1轴瓦发生脱胎的巴氏合金进行了化学成分分析、金相组织分析、XRD分析和X射线能谱分析等测试。分析结果显示,Sb含量符合要求,Cu,Pb,Zn含量均超标;巴氏合金组织中β′相(SnSb)在个别位置存在的轻度偏析,但未发现严重的偏析、分层及其他铸造缺陷;ε相(Cu6Sn5)和β′相(SnSb)两相之和所占比例平均值为39.5%;在结合面处挂锡层的合金侧有ε层。建议同类部件的订货协议中应明确提出允许的化学成分偏差范围及合金层硬质相含量要求。

勘误:作者更正声明

由于本人的工作疏忽,导致发表在《河北工业大学学报》2018年第47卷第5期《纳米多孔SnSb合金在钠离子电池中的应用》中关于条带脱合金时间数据出现错误,特向《河北工业大学学报》编辑部及本文读者致以诚挚的歉意!现更正如下:1)原文38页和39页中的6 h更正为12 h;2)原文图2a)变更为右图。

钛合金片层组织中纳米团簇析出分析

以Ti-5Al-2Zr-1Sn-1Mo-1V合金为研究对象,发现其片层组织经950℃热处理后,局部区域出现α相的球化转变,而且经不同温度热处理后都有团簇物析出。应用聚焦离子束(FIB)微区精准取样,采用透射电镜对团簇析出物进行形貌观察和晶体结构衍射分析。结果表明,片层组织中的团簇析出物由多个尺寸不超过100nm的Sn单晶颗粒聚集而成。