静电纺丝法制备SnSbCuFeZn高熵合金/碳纳米纤维复合负极材料

采用静电纺丝技术,结合煅烧工艺,将SnSbCuFeZn高熵合金纳米颗粒均匀地锚定在导电互联的碳纳米纤维中,成功制备了SnSbCuFeZn@CNFs锂离子电池复合负极材料。结果表明,煅烧温度对材料的物相组成和形貌特征有重要影响,且直接影响SnSbCuFeZn高熵合金纳米颗粒的晶相、尺寸和分布,决定SnSbCuFeZn@CNFs电极的电化学性能。其中SnSbCuFeZn@CNFs-900电极展现出优良综合性能:0.1 A/g时,初始放电比容量达1232.8 mA/g,循环200次后可逆放电比容量保持在786.0 mA/g;1.0 A/g时,循环500次后放电比容量仍有433.8 mA/g;2.0 mV/s扫描速度下,赝电容贡献率高达93.37%。

不同凝固条件下Fe-Sn合金的组织形貌及相组成

采用高频感应加热和单辊急冷技术分别制备了纽扣状和薄带状的Fe-Sn合金试样,并利用OM、SEM、EDS、XRD等分析手段,对Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金在常规凝固和快速凝固条件下的相分离组织及物相组成进行了对比分析。结果表明:常规凝固条件下,纽扣状Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金的凝固形貌差异显著,但物相组成相同,包含α-Fe、(Sn)、Fe_(3)Sn_(2)、FeSn和FeSn_(2)五个相。Fe_(60)Sn_(40)合金呈界线明显的球-冠包裹式结构,而Fe_(40)Sn_(60)合金形貌按组织特征分为上部枝晶-中部小尺寸粒子-下部大尺寸粒子三个区域,且彼此界线不明显。相反,快速凝固条件下合金条带的组织形貌相近,球形第二相粒子均匀分布于基体内,物相由α-Fe、(Sn)、FeSn和FeSn_(2)组成。常规凝固形貌的差异性归因于不同的第二相液滴运动特性,合金条带中Fe_(3)Sn_(2)相的缺失可能是高冷速抑制了Fe_(3)Sn_(2)相的生成。

FeS/SnS@rGO负极材料的制备及其电化学性能

过渡金属硫化物具有良好的储锂性能,比容量高,有望成为锂离子电池的负极材料;缺点则是导电能力差,充放电过程中容易发生结构坍塌或体积膨胀,导致比容量下降较快,循环充放电性能差。针对此缺陷,本文将氯化铁、氯化锡、硫代乙酸铵、还原氧化石墨烯(rGO)等组分在乙醇溶剂中充分混合后,采用溶剂热反应-高温热解法制备得到了氮掺杂、rGO包覆的复合材料FeS/SnS@N-rGO。在该材料中,FeS/SnS颗粒被片状rGO包裹形成三明治结构。作为锂离子电池的负极材料时,在0.1A·g^(-1)的电流密度下,首次充/放电比容量达到818.6/1430.0mAh·g^(-1),经过100次循环后,放电比容量为594.5mAh·g^(-1),在不同的倍率下充放电时,能保持较高的比容量和结构稳定性。

Zr-Sn-Nb-Fe合金两相区流变行为与本构模型研究

为准确描述材料的高温流变行为,本文通过利用单向压缩试验对Zr-Sn-Nb-Fe合金在温度为650~800℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)时的热变形行为进行研究,建立了Zr-Sn-Nb-Fe合金应变补偿型Arrhenius本构模型,并评估了该模型的预测能力。结果表明,Zr-Sn-Nb-Fe合金是一种对温度和应变速率较敏感的材料,其流变曲线呈现为动态再结晶型,流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用本文所建本构模型对Zr-Sn-Nb-Fe合金的流动应力进行预测,结果显示,各工艺参数下流动应力预测值与实验值均吻合良好,模型预测值与实验值的平均相对误差绝对值为4.77%,相关系数为0.9883,表明模型的预测精度较高。

锆合金第二相研究述评(Ⅱ):Zr-Sn-Nb-Fe系合金

对国内外关于Zr-Sn-Nb-Fe系新锆合金中第二相粒子的研究情况进行评述,并重点探讨不同种类Zr-Nb-Fe析出相的成分、晶体结构及其形成机制和条件。合金中的Zr-Nb-Fe析出相有两种:一种为六方结构的MgZn2型Zr(Nb,Fe)2Laves相,其形成与合金中作为杂质存在的Cr元素有关;另一种为立方结构的Ti2Ni型(Zr,Nb)2Fe相,与合金中普遍含有的O元素有关。对大量不同成分的Zr-Sn-Nb-Fe系合金的检测证实,可以用一个由合金中Nb和Fe含量确定的R*参数来分析其成分变化时合金中可能出现的析出相类型。

沉积电压对Ni-Fe-Sn镀层组织结构及析氢性能的影响

氢能是一种清洁高效的可再生能源,通过电解水技术低成本、高效率地制备氢气,是当前国际科研的热点之一.发展高性能、低成本、高活性的析氢催化剂是电解水技术目前面临的主要挑战.文中采用恒电位电沉积法在泡沫镍表面合成了菜花状结构的Ni-Fe-Sn镀层.研究了不同沉积电位对镀层的物相、形貌及析氢性能的影响规律.结果表明:随着沉积电位的减少,Ni-Fe-Sn镀层表面逐渐生成了菜花状结构,镀层中Sn含量逐渐增加,而Fe含量则逐渐减少.当沉积电位为-0.9 V时,Ni-Fe-Sn镀层获得最佳的析氢性能,其在10 mA·cm^(-2)电流密度时的析氢过电位仅为62 mV.同时,该镀层表现出良好的电化学稳定性.Ni-Fe-Sn镀层优良的析氢性能归因于菜花状结构提供了较大的电化学活性面积,能够提供更多的反应活性位点;同时适量的Sn和Fe含量减小电荷转移电阻,加快电荷转移速率,增强了镀层的析氢性能.

滇西保山地块金厂河Fe-Cu-Pb-Zn矽卡岩型多金属矿床黑柱石成因及地质意义

黑柱石是一种矽卡岩型铅锌及铁矿床中少见的矿物,与铅锌矿体、磁铁矿体关系密切。为查明黑柱石成矿过程中与铅锌铁铜多金属成矿作用的关系,本文对金厂河Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床中的黑柱石产状、矿物共生组合、化学成分、分带性等开展了研究。根据电子探针数据计算可得,金厂河矿区黑柱石的化学式为:Ca_(0.95-1.08)(Fe_(0.87-1.97)Mn_(0.08-0.36)Mg_(0.01-0.06))^(2+)_((1.89-2.03))(Fe_(0.82-1.04)Al_(0.01-0.03))^(3+)_((0.88-1.15))[Si_(1.94-2.08)O_(7)]O(OH)。结合矿物组合类型、产状、分带特征等,推测矿床内矽卡岩由内带逐渐向外带交代的趋势。金厂河矿区主要有3种矿物共生组合:黑柱石+磁铁矿组合,黑柱石+磁铁矿+黄铁矿+黄铜矿组合,黑柱石+方铅矿+闪锌矿+黄铜矿组合,分别对应三个不同的蚀变阶段:晚期矽卡岩阶段(代表组合Ⅰ),以石榴子石的分解为主,形成大量的黑柱石;退蚀变阶段(代表组合Ⅱ),以阳起石、黄铜矿、黄铁矿发育为主;石英-硫化物阶段(代表组合Ⅲ),以发育大量的方铅矿、闪锌矿为主,同时这一阶段内黑柱石分解,形成阳起石、方解石、磁铁矿等。此外,黑柱石的稀土元素配分模式与石榴子石的类似,一定程度上保留了石榴子石的稀土元素特征。研究认为:黑柱石是早期石榴子石退化分解的产物,矿床自内向外逐渐交代,形成了铅锌铜矿体中以锰质黑柱石为主,而磁铁矿体、铜矿体中以含锰黑柱石为主的分带特性。锰质黑柱石有利于铅锌矿的形成,而对于磁铁矿有贫化的影响,同时也可为矿区揭露中酸性岩体和深部找矿提供重要科学意义。

强磁场下Fe-49%Sn偏晶合金凝固组织及磁性能

研究了强磁场对Fe-49%Sn(质量分数)偏晶合金凝固组织演变及磁性能的影响.结果表明:施加强磁场可以显著改变富Fe相枝晶形貌,进而改善材料的磁性能.在无磁场作用下富Fe相为无方向性的枝晶及网状组织形貌:随磁感应强度增加,富Fe相沿平行磁场方向定向排列程度增加,α-Fe的(110)晶面衍射强度增强.分析认为,这是由于强磁场诱使晶体磁各向异性能增加,使得α-Fe枝晶择优取向作用增强.根据样品磁滞回线计算的磁各向异性能结果与理论分折一致.另外,XRD分析表明,有、无强磁场作用下凝固样品的物相均不变,都由α-Fe,β-Sn,FeSn及FeSn_2组成.

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。

SnO_2共混Fe_2O_3纳米氧化物的制备及其组织结构研究

用SnCl4和FeCl3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂Fe2O3的纳米SnO2,运用差热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和透射显微镜(TEM)等方法对Fe2O3和SnO2混杂纳米粉末的物相和粒径进行了分析.结果发现:与纯SnO2相比,(1)掺杂Fe2O3可以降低前驱体Sn(OH)4分解制备SnO2纳米晶的焙烧温度,从纯Sn(OH)4的分解温度345.7℃下降到341.1℃;(2)掺杂Fe2O3可以有效阻碍SnO2纳米晶的团聚和长大,前驱体在650℃焙烧时,纯SnO2晶粒在25nm,而掺杂Fe2O3的SnO2晶粒可以保持在2nm左右;(3)掺杂Fe2O3使前驱体焙烧制备SnO2的温度范围更宽,对制备小于10nm的SnO2纳米晶,纯SnO2的焙烧温度范围在400～550℃,而掺杂Fe2O3的焙烧温度范围在400～650℃;(4)SnO2/Fe2O3复合粉末在650℃以下,其晶体结构保持溶剂SnO2的四方结构,部分Fe元素置换了Sn的位置;650℃以上,复合粉末从溶剂晶格中析出Fe2O3形成两相结构.

Fe-Cu-Sn烧结体的显微组织与力学性能

分别采用水雾化Fe-30%Cu合金粉末和单质Sn、Fe、Cu元素粉末为原料制备Fe-Cu-Sn合金,研究原料粉末和Sn含量(质量分数)对Fe-Cu-Sn烧结体致密度、冲击韧性、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:与采用元素混合粉末相比,采用合金化程度较高的Fe-30%Cu(质量分数,下同)合金粉末为原料能大幅提高850℃烧结的Fe-Cu-5%Sn合金的致密度和力学性能,其致密度由82.8%提高到94.3%,硬度、冲击韧性和抗弯强度分别提高52%、84%和109%;当Sn的质量分数w(Sn)为3%～15%时,随着Sn质量分数增加,合金的硬度增大,冲击韧性和抗弯强度先增加后减小,其中w(Sn)为5%时,其抗弯强度和冲击韧性都较高,分别为977 MPa和11.6 J/cm2。当烧结体为"双重结构"组织时,其力学性能显著提高。

ICP-AES同时测定铜合金中Sn、Pb、Fe、Zn元素

应用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)直接测定铜合金中的Sn、Pb、Fe、Zn元素。通过实验得出了制备标准储备液所用Sn、Pb、Fe、Zn 4种纯金属溶样的方法,分析了不同酸度对标准储备液中Sn元素形成偏锡酸沉淀的影响,优选了适宜的仪器测定参数和分析谱线。将标准样品的测量结果与标准值进行对照,其准确度达到满意效果。

ICP-AES法测定钛基复合材料中的Sn,Zr,Nb,Ta,Nd和Fe的研究

采用ICP AES法对钛基复合材料中的合金元素Sn ,Zr ,Nb ,Ta ,Nd ,Fe的测定进行了研究 ,着重进行了基体元素及待测元素Sn ,Zr,Nb ,Ta ,Nd ,Fe之间干扰试验及各元素在测定浓度范围内的线性相关性试验 ,进行了酸度试验及Ta ,Nb ,Zr的酸不溶试验 ,测定了钛基复合材料中上述六元素的含量 ,得到了较好的精密度和准确度。方法简便可靠 。

Fe,Ni掺杂(Zr,Sn)TiO_4陶瓷的结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为(Ｚｒ,Ｓｎ)ＴｉＯ４的介电陶瓷,(Ｚｒ;Ｓｎ)ＴｉＯ４的结构属正交晶系,空间群Ｐｂｃｎ．研究用Ｆｅ,Ｎｉ掺杂对(Ｚｒ,Ｓｎ)ＴｉＯ４陶瓷的介电性能的影响:铁掺杂降低了瓷料的烧结温度,同时减小了系统的Ｑ值(Ｑ＝１/ｔｇδ);但在一定的范围内,随着Ｎｉ掺杂量的增大,Ｑ值的下降被抑制,这可能是因为Ｎｉ离子阻碍了Ｆｅ离子扩散进入晶粒,使得Ｆｅ离子富集在晶界上,形成Ｆｅ－Ｎｉ尖晶石结构,减少了Ｆｅ对Ｑ值的影响．

Fe(Ni)-Sn体系金属间化合物纳米粒子中初生相的预测

以Miedema半经验模型和比热容随温度有效形成热变化的经验公式为基础,结合基本热力学关系式对Fe-Sn和Ni-Sn体系的有效形成热及有效形成热随温度的变化进行了计算.采用电弧放电法制备了Ni-Sn和Fe-Sn纳米粒子.XRD结果表明,在Ni-Sn系中金属间化合物的初生相为Ni_3Sn_4,而Fe-Sn系中出现的为FeSn_2.计算结果与相应纳米颗粒体系的实验结果吻合较好.

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金的电子束焊接性能研究

研究了Zr-Sn-Nb-Fe-Cr锆合金真空电子束焊接样品的拉伸和抗腐蚀性能,结果表明,焊接样品室温和375℃的拉伸性能略低于母材;焊接样品在500℃过热蒸汽中腐蚀500 h未出现疖状腐蚀现象,但腐蚀增重略大于母材;在400℃过热蒸汽中腐蚀320 d及360℃水中腐蚀520d,样品焊缝处颜色均为黑亮,未出现白色、棕色等腐蚀产物。根据实验结果拟合出了焊接样品的腐蚀增重曲线。

ICP-AES法测定纯铜中的Bi,Sb,As,Fe,Ni,Pb,Sn,Zn,Ag的方法

研究了ICP-AES法测定纯铜中的Bi,Sb,As,Fe,Ni,Pb,Sn、Zn和Ag等9个元素的分析方法。进行了基体元素铜对9个分析元素的光谱干扰研究,选择了合适的分析谱线,同时测定了分析方法的检出限。

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金热变形行为

应用Gleeble-1500热模拟机对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金进行热压缩试验,研究该合金在600-980℃和应变速率0.001-50 s^-1条件下的热变形行为。根据材料动态模型,计算并分析该合金的加工图。利用加工图确定了热变形的流变失稳区,并获得了试验参数范围内两个区域热变形过程的如下最佳工艺参数：热加工温度600-630℃,应变速率0.001 s^-1;热加工温度高于980℃,应变速率1-10 s^-1。

Cu-Sn/Fe合金粉末激光熔覆层的组织与硬度分析

为改善Cu基合金涂层与16Mn钢基体的匹配性,提高涂层强度和硬度,采用同步送粉技术,通过工艺优选,在16Mn钢表面激光熔覆了Cu-Sn/Fe基混合合金粉末,并研究了制备的熔覆层组织、颗粒物的相结构、尺寸和弥散分布行为。结果表明,激光熔覆层为树枝晶组织和网状组织及其上分布的σ-FeCr球形颗粒相。颗粒相σ-FeCr对提高熔覆层硬度起到一定的作用。熔覆层、热影响区和基体中,熔覆层硬度最高,进入基体后,硬度值突降,故熔覆层起到表面强化的作用。

快速凝固Fe-C-Sn合金的显微组织

研究了经激光表面熔化处理的Fe-4%C-10%Sn合金的显微组织,发现在激光熔化区上部存在一种非晶相,而在其底部存在由α-Fe和一种bct相组成的显微组织,在熔化区其它区域存在含细小孪晶的马氏体。