2023年LIS期刊论文研究方法应用态势

研究方法的选择和运用影响研究的深度和可靠性,对科学研究发展十分重要。文章在总结LIS领域方法论研究的基础上,将LIS领域常用的研究方法整理、汇总、编码,以LIS领域11种TOP期刊2023年收录的论文为数据源,统计分析LIS期刊论文的研究方法应用态势,探讨LIS学科性质、研究对象、作者学科背景等因素对研究方法的影响。研究发现:LIS领域论文使用的研究方法内容不断演进,跨学科和新兴理论方法以及多元研究方法的应用促进了研究的深入和丰富。

电流密度、温度、阴极孔隙率和N_(2)溶解度因子对Li-N_(2)电池放电性能的影响

Li-N_(2)电池是一种具有电化学固氮功能的新型储能系统,文章利用有限元软件COMSOL耦合多物理场建立的电化学模型能揭示各因素对其放电性能的影响。模拟结果表明:放电电流密度、温度、阴极孔隙率和电解液中的N_(2)溶解度因子对Li-N_(2)电池的放电性能均有影响;较大的放电电流密度会降低该电池的电压和容量;阴极孔隙率和电解液中的N_(2)溶解度因子是影响该电池电压和容量的关键性因素,提高阴极孔隙率和电解液中的N_(2)溶解度因子均能增加该电池的电压和容量;电池放电的平台电压随温度升高而升高,但放电容量几乎不受温度影响。

基于铁锈红和废锂箔制备LiFePO_(4)/C正极材料的储锂性能

磷酸铁锂电池的需求大、市场垄断而导致原材料价格日益高涨。以铁锈红和废锂箔为原材料,采用磷酸铁工艺制备了LiFePO_(4)/C粉末,并测试其电化学储锂性能。结果表明:LiFePO_(4)/C粉末由粒径尺寸为110~400nm的颗粒组成,在1.0C循环350圈后的可逆比容量和容量保持率分别为129.7mAh/g和98.0%,与商业LiFePO_(4)正极材料性能相当。可见,该结果降低了LiFePO 4的制备成本,有利于循环经济和可持续发展。

Sc对铸造Al-Li合金组织及力学性能的影响

铸造Al-Li合金可用于成型复杂薄壁构件,在航空航天、国防军工等领域具有广阔的应用前景。细化铸造Al-Li合金组织,提高合金强塑性对其实际应用具有重要意义。本文通过金属型铸造制备不同Sc含量的Al-2Li-2Cu-0.5Mg-xSc合金,分析了Sc含量对合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着Sc含量逐渐增加,合金晶粒由树枝晶向近等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。δ'(Al_(3)Li)相倾向于以Al_(3)Sc相为形核核心,形成Al_(3)(Li, Sc)复合粒子,这些粒子在变形过程中不易被位错切过,减少了Al_(3)Li粒子引起的共面滑移。当添加0.3%Sc(质量分数)时,合金具有较好的综合力学性能,经过175℃/32 h的峰值时效处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别可以达到381.3 MPa、449.5 MPa和5.8%。

基于BERT-LDA的国外LIS领域学科交叉研究演化分析与前沿主题识别

识别学科交叉研究的前沿主题,并对演化趋势进行分析,有助于揭示学科交叉融合的方向,为未来创新性、突破性研究提供参考。首先,基于引文视角构建测度论文学科交叉性的指标,识别具有学科交叉性的研究论文;其次,通过BERT-LDA模型识别研究主题,利用余弦相似度计算主题之间的相似度,构建主题演化路径;最后,基于新颖度、增长性、关注度、影响力构建前沿主题识别指标体系,识别具有前沿性的学科交叉研究主题。以图书情报学(Library and Information Science,LIS)为例展开研究,研究结果显示,2004—2023年该学科领域的交叉研究主题呈现出逐渐细化和深入的特点,主要集中在信息挖掘与知识发现、互联网信息行为、医疗信息学3个方面;现阶段学科交叉研究前沿主题为医疗数据模型、舆情治理与情感分析、机器学习与深度学习;基于信息技术的研究方法和其在不同领域的应用研究具有良好的应用前景,有可能成为未来LIS领域的核心研究主题。

富镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料改性研究进展

锂离子电池用富镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有高能量密度、高安全性等优点。受容量衰减、循环寿命和热稳定性等方面的限制,该材料进一步的改性成为当前研究的热点。针对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料的改性研究主要集中在离子掺杂、表面包覆和结构设计等方面。离子掺杂能改善结构稳定性和电化学性能,特别是过渡金属离子的掺杂有助于延长循环寿命和提高结构稳定性;表面包覆改性可增强电化学稳定性和抗氧化性能,延长循环寿命和提高抗极化能力;结构设计可优化晶体结构、提高传导性能和缓解应力,提高循环稳定性、容量保持率和功率密度。

变形处理对Mg-Li合金显微组织演变和力学性能的影响

镁锂合金具有较高的比强度和比刚度、优秀的电磁屏蔽效应和阻尼性能等优点,是目前最轻的金属结构材料,在自动化、航空、交通运输、医疗等领域有广泛的应用前景。但是,和其他金属结构材料相比,镁锂合金的强度仍然偏低,需要对镁锂合金进行合金化或者变形处理来提高力学性能。总结了各类变形处理镁锂合金的研究现状,讨论了常规变形加工和剧烈塑性变形加工对镁锂合金显微组织和力学性能的影响,并总结了变形加工过程中形变量和温度对显微组织和力学性能的影响,以及镁锂合金的几种晶粒细化机制,阐述了镁锂合金在工业应用中遇到的问题。晶粒细化和加工硬化目前仍然是提高镁锂合金性能的主要手段。强调了几种变形和结构设计(异质材料),这将有助于镁锂合金的创新工作,从而得到高强度镁锂合金。

预变形量对2050 Al−Li合金显微组织和力学性能的影响

研究经不同轧制预变形处理(0~20%)后2050 Al−Li合金T8时效状态的显微组织演变和力学性能。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对其显微组织进行表征。结果表明:随着预变形量的增加,晶粒尺寸沿ND方向显著变小,晶内畸变增大。位错等的缠结为T1相的析出提供了大量的形核位点。这导致析出相数量增多,析出相之间的距离缩小,从而提高了对位错运动的阻碍作用和合金强度。当预变形量为16%时,T1相数量密度和合金强度最高(屈服强度和抗拉强度分别达到568和584 MPa,伸长率为8.6%);当预变形量进一步增加到20%时,由于位错缠结,原子扩散通道减少,T1相数量的减少最终导致合金强度降低。

Cu含量对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响

采用薄板叠层末端淬火的方法,通过强度测试、连续冷却转变(CCT)和时间-温度-转化率(TTT)曲线计算及X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观组织表征方法,研究了Cu含量(3.15%、3.63%和3.88%)对Al-Cu-Li合金淬火敏感性的影响,结合理论分析,从析出驱动力和形核位点的角度分析了Cu含量影响淬火敏感性的机理。结果表明:随着Cu含量的增加,晶格畸变能增加,Li的溶解度降低,淬火态合金中位错和残留第二相增多,含Li相的析出驱动力和非均匀形核位点增加,淬火沉淀相增多;随着临界冷却速率的增大,鼻尖温度孕育期缩短,强度残存率减小,Al-Cu-Li合金淬火敏感性提高。T8态合金强度受Cu含量和淬火速率共同作用,淬火速率较高时,主要受Cu含量的影响;淬火速率较低时,Cu含量的影响减小。

热暴露对Al-Cu-Li合金的组织及性能影响

Al-Cu-Li合金作为航空航天工业中一种前景广阔的结构材料,其热稳定性在实际应用中发挥着重要作用。本研究对T85态的Al-Cu-Li合金在一系列温度(100~300℃)下进行了500 h的暴露处理,并通过维氏硬度、电导率和拉伸测试对其性能进行了评估。结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了不同热暴露温度下的微观结构演变。结果表明,热暴温度低于150℃时,合金具有良好的热稳定性,这与T1(Al_(2)CuLi)相的直径和数密度不断增加相关。当热暴露温度介于150~200℃时,T1相逐渐被粗大的θ’-Al_(2)Cu和S-Al_(2)CuMg取代;同时,断续的晶界析出物(GBPs)和宽的无析出区(PFZs)利于沿晶断裂,使合金呈现出沿晶-穿晶混合断裂,导致硬度和强度的降低和延伸率的增加。热暴露温度高于250℃时,T1相全部溶解,形成了粗大的T2(Al_(6)Cu(Li, Mg)_(3))和C相,从而导致合金的强度下降,但延伸率和电导率却表现出相反的趋势。

LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C正极材料的制备与电化学性能研究

采用共沉淀法和固相烧结法制备了一种杂质少、物相分布均匀、电化学性能优良的LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C(LMFP)复合材料。结果表明,该方法在脱去NH_(4)^(+)和H_(2)O的同时,抑制了Mn_(2)P_(2)O_(7)物相的产生,提高了LMFP的锂离子扩散速率。由LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C组装的锂离子电池展示了优异的电化学性能,1C下首次放电比容量145.5 mAh/g;5C下首次放电比容量111.9 mAh/g。该工艺简单、成本低,适合工业化生产,为设计高性能的商业化锂离子电池正极材料提供了可行性方案。

通过Mo掺杂诱导低Li/Ni混排程度增强Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)可逆容量与循环稳定性

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳离子混排和较差的动力学.采用一种简单易行的高价离子掺杂策略,在Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)(LNFMO)中掺入Mo元素,拓宽了锂层间距,为Li^(+)的传输提供了更宽的通道,改善了Li^(+)的扩散动力学,有效抑制了阳离子混排,进一步稳定了层状结构.得益于此,Mo掺杂后的富锂材料表现出显著增强的电化学性能,在0.2 C电流密度下表现出209.48 mAh/g的初始放电比容量.1C下的初始放电比容量从137.02 mAh/g提高到165.15 mAh/g;循环300次后,仍有117.49 mAh/g的放电比容量,电压衰减由2.09 mV/cycle降低为1.66 mV/cycle.本文对Mo掺杂后的正极材料进行了系统表征并揭示了循环稳定的机理,为高性能富锂正极材料的设计提供了重要参考.

Al−Cu−Li−Mg合金纳米相之间溶质配分行为的第一性原理研究

采用一性原理计算考察25种合金化元素在大多数商业牌号Al−Cu−Li−Mg合金中主要纳米相(δʹ-Al3Li、θʹ-Al2Cu、T1-Al6Cu4Li3和S-Al2CuMg)之间的溶质配分能和配分行为。计算结果表明,主合金化元素Li不能直接影响θʹ和S相,Cu不能直接影响δʹ相,Mg不能直接影响θʹ和δʹ相,但可以较弱地固溶于T1相。对于微合金化元素,Si是唯一一种可以固溶于4种纳米相的元素。Au能固溶于δʹ、θʹ和S相,Cd能固溶于δʹ、T1和S相,Zr能固溶于δʹ和T1相,Ni仅有微弱的趋势固溶于θʹ和S相。Ti、V、Zn、Ag和Mo只能固溶于δʹ相,而Cr、Mn、Fe和Co对这4种纳米相均没有直接影响。几乎所有的稀土元素均能强烈固溶于T1、δʹ和S相,但无法固溶于θʹ相。仅Sc略显特殊,对S相没有明显的固溶趋势。计算预测的溶质配分能构成了一个原型数据库,有利于指导和加速Al−Li合金及其他相关Al合金的设计。

不同Mg/Li比对粉末冶金Al-Mg-Li合金显微组织及力学性能的影响

采用粉末冶金工艺和热挤压方法制备了Al-Mg-Li合金,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机对合金的微观组织、断口形貌和力学性能进行了分析。研究了不同Mg/Li比(1.3、1.8、2.5)对合金在烧结态、挤压态和T6热处理态下的微观组织和力学性能的影响。结果显示,随着Mg/Li比的增加,烧结态合金的相对密度增加,表明Mg元素对烧结过程具有促进作用。对于挤压态Al-Mg-Li合金,随着Mg/Li比的增加,合金中含Mg的析出相逐渐增多,并聚集在晶界附近,力学性能得到了很大提高,抗拉强度由285 MPa增加至407 MPa。经T6热处理后,Al-Mg-Li合金的第二相主要由δ′相和T相组成,其中δ′相是主要的强化相,均匀分布在铝基体中,而T相在晶界处呈链状分布。研究表明,提高Mg/Li比可以提高Al-Mg-Li合金的抗拉强度和屈服强度,但延伸率可能会有所下降。T6热处理后Al-5Mg-2Li合金可达到抗拉强度532 MPa、屈服强度473 MPa、延伸率4.5%。

钙钛矿结构Li_(0.33)La_(0.557)Ti_(0.7)Cr_(0.3)O_(3)包覆稳定富锂锰基正极

富锂锰基层状氧化物凭借超高的放电比容量和较低的价格成为了极具发展前景的锂离子电池正极材料,然而,首次库仑效率较低、容量衰减严重以及较差的倍率性能等缺点制约了其进一步的应用。选用离子-电子混合导体Li_(0.33)La_(0.557)Ti_(0.7)Cr_(0.3)O_(3)作为包覆层材料,并采用共沉淀法和高温退火法将其包覆于正极颗粒上。包覆量为2%的样品性能最佳,在0.5 C下、2.0~4.8 V电压范围内,200次循环容量保持率可以达到88.2%,相比于原始样品的62.1%有了明显的提升。

微弧氧化后Mg-8Li合金表面MgLiAlY-LDHs@GO膜层的生长及耐蚀性能

目的提高Mg-8Li合金的耐蚀性能。方法首先在Mg-8Li合金表面制备微弧氧化膜(MAO),然后使用原位水热法在微弧氧化膜表面原位生长掺杂氧化石墨烯(GO)的四元(MgLiAlY)层状双羟基金属氧化物(LDHs)智能自修复膜层。采用SEM、XRD、FT-IR、EDS、ICP等手段研究MgLiAlY-LDHs@GO膜层的形貌、结构以及成分。通过EIS、Tafel以及浸泡试验等研究膜层的耐蚀性能,分析膜层的腐蚀行为,阐释其耐蚀机理。结果GO的掺杂可以促使LDHs纳米片生长得更加致密,主体层板中具有缓蚀作用的Y3+可以提高涂层的耐蚀性,四元LDHs的生长所需要的Mg^(2+)、Li^(+)、Al^(3+)等离子来源于镁锂合金基体以及微弧氧化膜的溶解,其中Li+也可以促进LDHs纳米片生长得更为均匀细密。膜层的腐蚀电流密度为6.03×10^(–7)A/cm^(2),比MAO膜层降低了1个数量级,提高了镁锂合金的耐蚀性能。结论GO的负载使LDHs的耐蚀性能和膜层稳定性均有一定程度的提升,引入稀土元素Y会改变LDHs的骨架,造成晶格畸变,使得LDHs微观形貌呈现褶皱状,剩下部分以Y(OH)3形式存在于涂层表面,可进一步提高膜层的耐蚀性能和稳定性。

Zn和Gd元素含量和比例对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响

研究Zn和Gd元素含量及其质量比对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响。挤压后,析出相破碎。β-Li中分散着粒径约100 nm的球形微粒。形成了由长条状α-Mg粗晶和再结晶β-Li细晶组成的双峰结构。挤压后合金的强度和塑性显著提高,且屈服强度和极限抗拉强度随Zn和Gd含量的增加而增加。Mg-8Li-8Zn-2Gd合金表现出最优的综合性能,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为274 MPa、283 MPa和39.9%。挤压态合金主要强化机制为由β-Li的细晶强化和α-Mg的织构强化组成的双模态结构强化和析出相的弥散强化。

用于Li-CO_(2)电池的阴极催化剂:发展及挑战

在能源危机与温室效应日益加剧的形势下,Li-CO_(2)电池作为一种兼具高效储能与CO_(2)气体利用的新型器件,具有重大的研究意义。鉴于电池涉及多相反应,电子传递与物质转移主要发生于阴极,因此,Li-CO_(2)电池阴极催化剂的设计与制备显得尤为重要。本文探讨了Li-CO_(2)电池作为新型储能器件的优势,基于Li-CO_(2)电池充放电反应机理的发展历程,深入探讨了目前其面临的关键挑战,如充放电电位差较大,容量衰减快和循环稳定性差等问题,将解决方案聚焦于阴极催化剂的研发,提出高效催化剂应该满足的核心条件。总结了近年来碳基非金属,贵金属和过渡金属等传统催化剂在Li-CO_(2)电池领域的应用情况,并深入分析了各类催化剂的优势与不足;本文重点介绍了新兴的单原子催化剂与氧化还原介质研究进展,通过结构表征和理论计算证明其在Li-CO_(2)电池领域展现出卓越的催化性能;本文深入剖析了Li-CO_(2)电池进一步发展所面临的关键问题与严峻挑战,并对单原子催化剂未来的研究方向进行了展望,旨在为推动Li-CO_(2)电池技术的不断进步提供有益的参考与借鉴。

高强耐蚀1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板制备及力学性能

采用高强耐蚀超轻1420 Al-Li合金作为覆板,通过一道次热轧制备了1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板,研究了不同压下量、450℃热轧复合板界面的微观组织和力学性能。结果表明:当轧制压下量为35%时,复合板仅为部分结合—机械结合+冶金结合,界面无化合物生成,复合板的抗拉强度为236 MPa,伸长率为26%;当轧制压下量为50%时,复合板实现完全冶金结合,无界面化合物生成,复合板的抗拉强度高达272 MPa,伸长率为14%,在提高抗腐蚀性的同时,大幅提高了Mg-9Li合金的强度。

对二维Graphene/VS_(2)/BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究

通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-Ion Batterys,LIBs)中阳极电极材料的可行性.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构具有-0.33 e V/A2的形成能,具有较强的稳定性,理论上可实现合成.同时,计算了Graphene/VS_(2)/BN范德华异质结构的平面内刚度,得出的杨氏模量(Y)为886.88 N/m,高于单层VS_(2)的Y(82.5 N/m),具有较好的力学性能.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构表面和界面上吸附Li的吸附能(-5~-2 e V)远大于相应单层的吸附能,表明其对Li具有较好的吸附性能.Li在Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构的不同表面和界面处迁移时的扩散势垒非常小(0.3~0.6 e V),对电池速率性能极为有利.Graphene/VS_(2)/BN范德华三层异质结构在LIBs的阳极电极材料方面的应用具有广泛的前景.