超级电容器金属化合物电极材料研究

超级电容器因其高能量密度、高功率密度、长循环寿命等优点,成为电力系统和电子装置中重要的储能元件。金属化合物电极材料是超级电容器的重要组成部分,对其性能具有重要影响。本文对金属化合物电极材料的研究现状进行了梳理,并探讨了其在超级电容器中的应用。同时,对金属化合物电极材料的制备方法、表征方法以及在超级电容器中的性能评估进行了分析。

Fe-Al金属间化合物基叠层复合材料的界面表征及生长动力学研究

将SUS441不锈钢薄板和1060纯铝薄板交替叠放后,经“轧制复合—合金化退火”工艺制得Fe-Al金属间化合物基叠层(Fe-Al metal-intermetallic-laminate,Fe-Al MIL)复合材料。采用光学显微镜(optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)等设备测试了不同热处理制度下Fe-Al MIL复合材料的界面微观组织形貌、物相组成及化合物生长行为。结果表明:在640℃退火时,均匀层的主要物相为Fe_(2)Al_(5),且有原子分数为5%~6%的Cr固溶于该均匀层;在高于640℃退火时,除由Fe_(2)Al_(5)相组成的均匀层之外,化合物层还出现了明显的由Fe_(4)Al_(13)相和Cr_(2)Al_(13)相组成的两相层,且两相层交界处有Al_(5.50)Cr_(1.95)Fe_(2.55)相析出;金属间化合物的厚度随退火温度的升高及时间的延长而增加,Fe_(2)Al_(5)相的生长规律满足抛物线法则,其生长激活能为192.28 kJ/mol。

激光熔敷Ti_5Si_3/NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与耐磨性

以Ti_14Si_6Ni_(80)合金粉末为原料,利用激光熔敷技术在BT9钛合金表面制得以金属硅化物Ti_5Si_3为增强相、以金属间化合物NiTi为基体的快速凝固金属间化合物复合材料涂层,分析了该涂层的显微组织,在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明,涂层硬度高、组织致密、与基材之间为完全冶金结合,在干滑动磨损试验条件下具有较好的耐磨性。涂层具有优异耐磨性的主要原因是作为耐磨增强相的金属硅化物Ti5Si3具有高硬高耐磨的特性,在涂层中起到了抗磨骨干作用,同时作为涂层基体的金属间化合物NiTi由于具有极强的原子结合键及应力诱发马氏体相变特性,本身具有优异的耐磨性,在摩擦过程中对耐磨增强相Ti5Si3起到了强力支撑作用。

原位自生Ti_3Al金属间化合物基复合材料的微观结构

采用原位自生 (XD)法制备Ti3Al金属间化合物基复合材料 .对复合材料的XRD、OM和SEM的分析结果表明 :Ti- 17Al- 0 .5C复合材料的基体为Ti3Al、增强相为Ti3AlC ,且增强相在基体中按一定的方位排列 ;Ti- 17Al- 1.5 (2 .0 )C复合材料的基体为Ti3Al、增强相由心部TiC和包覆层Ti3AlC双层组成 ,随着含C量的增加 ,增强相由不发达的树枝晶变为等轴晶 .对合金进行显微力学探针测试表明 ,增强相TiC和Ti3AlC的显微硬度和弹性模量均大于基体Ti3Al.随着C含量的增加 ,合金中增强相和基体的显微硬度和弹性模量无明显变化 .

激光熔敷Ti_5Si_3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及耐磨性研究

以 Ni- 5 9Ti- 2 1Si合金粉末为原料 ,利用激光熔敷技术在 BT9钛合金表面制备了含 Ti5Si3金属间化合物的耐磨复合材料涂层 .利用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色散谱仪及 X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构 ;同时考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能 .结果表明 :复合材料涂层主要组织包括Ti5Si3增强相、金属间化合物 Ni Ti2 与少量β钛基固溶体及 Ti5Si3共晶 ;其组织结构均匀 ,与基体之间为完全冶金结合 ;复合材料涂层具有硬度高、抗粘着磨损能力强的特点 ,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性及良好的承载能力 ;其磨损质量损失随载荷增大变化很小 .

新型金属间化合物基层状装甲防护复合材料

综述金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti力学性能方面的研究现状和研究进展,主要包括复合材料力学性能、装甲防护性能、失效形式、防护机理等几个方面。结合国内外的研究现状,对目前应开展的研究工作提出建议。

Ni_3Al金属间化合物材料的制备工艺和研究发展现状

Ni3Al金属间化合物由于具有优良的力学性能被广泛应用于工程领域和工业领域中。该文讲述Ni3Al金属间化合物材料的概述和制备工艺,力学性能,研究发展现状和应用现状等。该文讲述Ni3Al金属间化合物及其复合材料的制备工艺,力学性能和其他性能以及研究发展现状等,并介绍了Ni3Al金属间化合物在工程领域中的应用。该文最后介绍了Ni3Al金属间化合物材料的研究发展趋势和研究发展方向。

Ti-6Al-4V/Al_3Ti金属间化合物基层状复合材料残余应力分析

利用ANSYS有限元软件数值模拟不同微观结构的Ti6Al4V/Al_3Ti金属间化合物基层状复合材料的残余应力,分析复合材料层内残余应力分布特征及微观结构参数对层内残余应力的影响。结果表明:Ti6Al4V/Al_3Ti层状复合材料中各层的残余应力在对称中心点处最大,在接近材料边缘处迅速降到最低,各层内残余应力沿界面法线方向无应力梯度变化;在总厚度不变的情况下,通过增加层厚比和层数可改善Ti6Al4V/Al_3Ti金属间化合物基层状复合材料中的残余应力分布,但层厚比对复合材料层内的残余应力影响更为明显。

研究人员开发出一种新型金属间化合物材料

香港城市大学博士后杨涛、赵怡潞等在材料科学家刘锦川院士指导下,基于“晶界纳米无序化”的设计思路,开发出一种高强度、高塑性、高热稳定性的新型金属间化合物材料(NDI-SMs)。这种独特的“晶界纳米无序层”结构与理念有望应用于更多的合金体系,尤其是多组元金属间化合物合金系,为新型高强、高韧、耐高温的结构材料及合金的开发提供了全新的设计思路。

金属间化合物多孔材料制备及其性能研究进展

金属间化合物多孔材料兼备多孔陶瓷和多孔金属的优点,具优点为力学性能佳、耐高温,且具备陶瓷的耐酸碱腐蚀性能、抗氧化性能以及金属的可加工性能,此新型无机多孔材料在未来市场上具有很大的发展潜力。其制备方法有自蔓延高温烧结、固态偏扩散-活化反应烧结、造孔剂法、原位反应烧结法和注射成形法等,但以上方法均存在一定的缺陷,如何在保证产品近净成形的基础上实现孔隙结构的精确调控和减少杂质含量,是研究者们关注的重点。本文将重点从金属间化合物多孔材料的制备、抗高温氧化、抗酸/碱腐蚀及加工力学性能等四个方面展开阐述,指出该材料的研究现状和存在的问题,并对其研究发展作出了展望。

二维过渡金属碳氮化合物的生物医学应用

二维过渡金属碳化物、氮化物及碳氮化合物(MXenes)是一类新兴的二维纳米材料。由于其独特的光、电、磁、热等物理化学性能,MXenes二维材料被广泛应用到能源储备、环境监测、化学催化等领域。由于其大的比表面积、优异的近红外吸收和组分可调换等性质,近年来在生物医学方面也得到了快速的发展。简要介绍了MXenes二维纳米材料的制备方法、表面修饰、生物应用(生物检测、生物成像、药物载体和肿瘤治疗)以及生物安全性研究,并对MXenes二维纳米材料在未来生物医学领域的发展进行了展望。

新型金属材料及其应用研究

文章结合了金属基梯度复合材料、金属间化合物材料、金属环境材料、金属功能材料等新型金属材料的性能特点,论述了先进金属材料在机械工业、汽车工业、航空航天工业、电器工业中的应用。

D_yFe_(10)Si_2N_x化合物的结构与磁性

利用中子粉末衍射技术确定了77 K温度下化合物中Si原子占位和原子磁矩,研究了DyFe10Si2化合物低温下的结构与磁性．结果表明,在77 K化合物的易磁化方向与ab平面之间有较小的夹角．采用全势能线性缀加平面波((L)APW)+局域轨道(10)方法计算了DyFe10Si2及其氮化物的磁性和间隙原子效应,分析了化合物中间隙N原子在Si原子不同占位时的作用．结果表明,N原子的杂化作用能提高化合物的饱和磁矩(不显著),使其居里温度有显著的提高(15％-20％)．

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型储能元件,以其优异的电化学特性和环境友好性,受到广泛关注。超级电容器主要分为双电层电容和法拉第赝电容,分别通过电极/电解液界面的双电层和电极表面的可逆反应储能。超级电容器同时具有较高的功率密度和能量密度,这很大程度上归功于性能优良的电极材料。超级电容器的电极材料主要包括碳材料、导电聚合物材料和金属化合物材料。本文主要概述了超级电容器的分类、原理,以及三种电极材料的性能特点和发展现状。

反应结构材料制备技术的研究现状

简单介绍反应结构材料(Reactive material structures,RMS)的概念、种类、应用、能量特性、力学性能要求以及应用时存在的主要困难,概述近些年来国内外研究者对RMS开展的研究工作,重点介绍了RMS的常用制备技术及其结构设计方面的研究状况。通过分析材料制备技术的特点、致密化原理和强化机制,并结合RMS的反应特性,对比分析了各种RMS制备技术的优缺点,指出它们的适用范围和应用前景,为RMS制备技术选择提供参考。指出组元多元化、新材料体系开发、强化机制研究、低温致密化和可控塑性变形强化技术开发、大型复杂样件制备技术开发、组织结构和复合方式优化是RMS及其制备技术的主要发展趋势。

经钛铝金属间化合物多孔材料筛选的大黄蛰虫丸抗动脉血栓形成的机制研究

目的:探讨经多孔材料处理的大黄蛰虫丸抗动脉血栓形成机制。方法:将大鼠分为正常组,模型组,多孔材料第1组1-5μm孔径,第2组孔径为5-10μm,第3组孔径为10-15μm,共5组,通过钛铝金属间化合物多孔材料分离筛选大黄蛰虫丸,用处理过的药物干预大鼠,收集血液、血栓模型等,分析血液中血小板计数、血浆血栓素B2(TXB-2)和6酮前列腺F1α(6-keto-PGF1α)含量。结果:发现钛铝金属间化合物多孔材料能有效分离筛选大黄蛰虫丸,以孔径为1-5μm为最优。且大黄蜇虫丸能升高6-keto-PGF1α,降低TXB-2,降低血小板含量,有良好的抗动脉血栓形成作用。结论:多孔材料处理过的药物具有良好地抗血栓形成作用。

WC含量对Ni_3Al-WC复合材料组织的影响

以WC,NiAl,NiB和Ni粉等球磨混合粉末烧结制备Ni3Al-WC复合材料焊条,用氩弧焊堆焊在1Cr25Ni20Si2耐热钢的表面形成Ni3Al-WC复合材料.当WC的含量从5%提高到30%时,在焊接过程中,由于熔池中溶解碳含量的增加,保护能力不断增强,熔池中的Al由部分氧化至完全不氧化,冷却后复合材料的组织也从碳化物包裹的氧化物/金属间化合物转变成碳化物/金属间化合物,获得无裂纹的焊接表面.

基于微极理论的新型FeAl多孔材料弹性模量研究

针对本课题组制备的一种新型金属间化合物多孔材料即FeAl多孔材料,分析其孔隙结构的微观特征,建立六边形多孔结构模型,利用微极理论和能量法推导出多孔材料弹性模量的理论计算公式,并通过单轴拉伸实验加以验证。研究结果表明:多孔材料的相对弹性模量E_1/E_s随相对密度ρ~*/ρ_s增加而增大,且弯曲剪力对E_1/E_s的影响也随之增大,故中、高密度的多孔材料必须考虑弯曲剪力对E_1/E_s的影响;采用能量法精确计算微极弹性连续介质的结构位移,且考虑弯曲剪力对相对弹性模量的影响,理论公式计算的弹性模量更接近于实验结果,从而验证了弹性模量理论公式更加准确、可靠。

强冲击载荷下Ti-Al_3Ti金属间化合物复合材料失效机理研究（英文）

以数值研究了破片冲击载荷作用下Ti-Al_3Ti金属间化合物复合材料的动力学行为及其失效机理。系统考察了强冲击载荷下,Ti-Al_3Ti金属间化合物复合材料的冲击性能、应力分布、失效行为及能量吸收机制。结果表明:在冲击载荷作用下,压缩波在复合材料间由于界面反射转变为拉伸波,导致Ti-Al_Ti金属间化合物复合材料主要处于拉应力状态。在破片贯穿金属间化合物复合材料的中间阶段,在Al_3Ti内形成横向裂纹、倾斜裂纹和垂直裂纹,这些破坏模式可有效地吸收冲击动能。因而,Ti-Al_3Ti金属间化合物复合材料具有优异的动态吸能特性。

稀土永磁材料在口腔正畸的初步应用

稀土永磁材料应用于口腔正畸,国内尚未报道;国外在这方面的研究应用也为数不多,均处于起步状态。在稀土材料被试用于口腔正畸之前,Blechman (1978)以铅镍钴(AlNiCo)永磁体牵引锚。