Mn掺杂SnS二维材料吸附变压器油中特征气体的机理研究

为了研究适用于变压器油中特征气体监测的气体传感器气敏材料,基于密度泛函理论研究了一种新型过渡金属掺杂的二维材料对变压器油特征气体的吸附机理。首先构建了Mn掺杂的SnS二维材料模型,并计算了6种特征气体(H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6))在该改性二维材料上的吸附模型。通过分析吸附能和吸附距离,发现CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)3种气体的吸附能更大且吸附距离更近,表现出更强的吸附特性。而H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)3种气体的吸附能较小,且吸附距离较远,表现为典型的物理吸附。进一步通过态密度分析,前线轨道分析了吸附的化学机理,可以发现CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)3种气体的吸附显著改变了体系的电子结构,在占据轨道能级中表现出正值的重叠布局态密度,同时在前线轨道上形成了轨道耦合,表明这3种特征气体的吸附过程为化学相互作用。而H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)则未表现出显著的轨道耦合和电子结构变化,其主要为范德华力主导的物理吸附作用。最后通过能隙和吸附能分析了Mn掺杂SnS二维材料电导率和脱附时间的变化,发现该材料是一种性能优异的气敏材料,从理论上论证了其应用于变压器油特征气体CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)检测的可能性。

轴瓦用原位TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料的组织和摩擦特性

采用混合盐反应原位合成TiB_(2p)/Al-10Sn轴瓦用复合材料,用XRD、OM、SEM和EDS对其物相组成、凝固组织进行分析。结果表明:复合材料的物相组成为α-Al, β-Sn和TiB_(2),其中α-Al基体晶粒细小,内生TiB_(2)颗粒尺寸小于1.2μm,在α-Al基体晶界出现TiB_(2)颗粒偏聚现象,并形成共晶β-Sn相包裹TiB_(2)颗粒混合组织。在不同载荷下,采用“小止推圈-磨盘”式摩擦试验机,对TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料和Al-10Sn基体合金的室温油润滑摩擦特性进行测试,200 N低载荷时,摩擦因数分别为0.017和0.015,摩擦温度分别为34℃和32℃,复合材料和基体合金都有明显的磨合期,且均表现出良好的减摩特性;400 N中载荷时,复合材料和基体合金的摩擦因数分别为0.080和0.170,摩擦温度分别为58℃和75℃,复合材料表现出更好的减摩特性和更高的承载能力;600 N高载荷时,复合材料的摩擦因数为0.118,基体合金出现咬合卡死现象而使试验无法进行。

极低温区循环载荷作用下Nb_(3)Sn复合超导体的变形损伤及其应变率效应数值模拟

Nb_(3)Sn超导体在循环载荷下的变形损伤行为研究对揭示超导体临界性能不可逆退化背后的力学机制具有重要意义。采用分子动力学模拟方法研究了极低温条件下单晶和多晶Nb_(3)Sn/Nb复合材料在循环载荷下的变形损伤行为,同时分析了应变率对Nb_(3)Sn/Nb复合材料变形损伤和断裂行为的影响。结果表明:单晶Nb_(3)Sn/Nb复合材料在循环载荷作用后,Nb_(3)Sn层出现滑移,当滑移带交错处的局部应力大于材料强度时,在滑移带交错处微裂纹萌生,致使复合材料中Nb_(3)Sn层断裂失效;而多晶Nb_(3)Sn/Nb复合材料则由于晶界处应力在循环载荷下得不到松弛,当应力峰值超过晶界强度时,在晶界处萌生微裂纹,导致复合材料中Nb_(3)Sn层发生沿晶断裂。Nb_(3)Sn/Nb复合材料在不同应变率下表现出不同的断裂方式。随着应变率的增加,单晶Nb_(3)Sn层中的滑移带数量增加,导致单晶Nb_(3)Sn/Nb复合材料的韧性增强。而多晶Nb_(3)Sn/Nb复合材料中,晶界对材料强度的影响随着应变率的增加而降低,高应变率下,复合材料在Nb_(3)Sn层局部断裂后具有较大的剩余强度。研究结果将有助于理解Nb_(3)Sn/Nb复合材料在循环载荷下的损伤演化过程,为材料的性能优化设计提供一定的理论指导。

聚吡咯改性电沉积Sn负极材料的电化学性能

本工作采用直接在铜箔表面恒电流电沉积的方法制备Sn负极,以NiCl2为沉积电解液的添加剂得到了Sn空心管,提高了单纯Sn负极的可逆比容量,60次循环后仍剩余184.3 mAh·g-1。进一步引入聚吡咯进行表面修饰改性,有效地提高了沉积电极的电化学循环性能,60次循环后仍剩余440.6 mAh·g-1可逆比容量,同时具备良好的循环稳定性。沉积电极可直接用作锂离子电池负极,无需任何粘结剂,电极装配操作简单。

锂离子电池Sn基负极材料研究进展

综述了锂电池用Sn基负极材料近年来的发展现状,着重讨论了Sn基氧化物、Sn基复合氧化物、Sn基合金以及Sn基复合物等Sn基负极材料的制备方法、性能特点、存在问题以及改善途径。指出单一方法难以全面改善Sn基负极材料的性能,综合运用结构优化、成分控制、掺入基质以及优化还原剂、黏合剂和电解质添加剂等途径才能更好地改善Sn基负极材料的电化学性能。最后,对Sn基负极材料的研究趋势进行了展望,并指出以石墨烯为基质的Sn基复合材料是今后研究的重要方向。

CF/Cu-10Sn复合轴承材料温压成形致密化规律和其有关性能研究

采用粉末冶金温压成形方法制备出了碳纤维体积含量为 10 %的短碳纤维增强锡青铜 (CF/Cu 10Sn)复合轴承材料 ,研究了温压温度、压力等对温压压坯密度的影响 ,同时对温压压坯的烧结行为和烧结体的力学性能进行了测试分析。试验结果表明 :通过选取合适的温压温度 ,温压成形可以明显提高CF/Cu 10Sn复合压坯的密度 ;对含有高模量碳纤维的CF/Cu 10Sn体系 ,温压成形时仍可用经典的粉末压制方程来描述压坯密度和压制压力之间的关系。此外 ,温压成形可以改善压坯中的颗粒充填状况 ,有利于控制烧结体的尺寸变化 ,并提高烧结体的密度和相关力学性能。

Sn/C复合材料的制备及其电化学性能

以煤焦油沥青为碳源、三丁基氯化锡(TBTC)为锡源,采用压力下聚合手段原位合成出Sn/C复合材料,并对它的电化学性能进行了研究。通过SEM、XRD、恒电流充放电测试等手段研究了不同Sn含量的Sn/C复合材料的形态、结构及其电化学行为,结果表明TBTC对沥青的热缩聚反应有显著的催化作用,热聚产物中吡啶不溶物(PI)组分的含量由未添加时的35.5%逐渐提高至添加量为25%时的60.3%;进一步热处理后,Sn/C复合材料中的锡由原来的SnS转化为金属锡的形式存在;其首次循环效率随着热处理温度的提高而增加,而首次充放电容量随着TBTC添加量的增加先增加后减少,在10%时达到最大的比容量值,首次充放电容量分别为674mAh/g和465mAh/g,第二次循环后,循环效率达到95%以上,是一种性能较佳的锂离子蓄电池负极材料。

锂离子电池用Sn/C复合材料的碳热还原法制备(英文)

采用碳热还原法制备了Sn/C复合材料,通过XRD、SEM、恒流充放电循环、慢速扫描循环伏安(CV)等方法对材料以及其电化学嵌脱锂性能做了研究。结果表明:Sn球均匀分散在絮状碳材料中,加热时间越长,Sn球粒径越大。加热8h得到材料的首次嵌锂比容量可达1014mAh·g-1,循环15周以后的嵌锂比容量为406mAh·g-1。

碳热还原法制备Sn-C复合材料及其性能

用碳热还原法制备了Sn-C复合材料,通过XRD及SEM对其进行表征,并通过恒流充放电循环和慢速扫描循环伏安等方法对其电化学嵌脱锂性能做了研究。结果表明:SnO2碳热还原成金属Sn,晶粒尺寸约为42.8nm。该材料的首次嵌脱锂比容量分别可以达到1024.9和632.8mAh/g,循环15周以后的脱锂比容量为395.9mAh/g。

Sn/C纳米复合材料的合成及其电化学嵌放锂性能

用SnCl4和葡萄糖的水热反应合成SnO2/碳质复合材料,然后在氮气气氛中热处理使SnO2被碳热还原为Sn纳米粒子,制备得到Sn/C纳米复合材料.用X-射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和X-射线电子散射能谱(EDX)对样品进行表征.结果显示Sn纳米粒子具有球形的形貌,并均匀地分散在无定形的碳材料中.对于Sn质量分数58.5%和32.3%的Sn/C复合材料,Sn纳米粒子的平均粒径分别为51和20 nm.电化学测试结果显示,Sn/C复合材料具有高的电化学贮锂可逆容量和良好的循环稳定性.讨论了Sn/C纳米复合材料的形成机理及其循环稳定性能改善的原因.

Eu^(3+)掺杂RE_2Sn_2O_7(RE=La,Gd,Y)纳米荧光材料的水热合成与发光性能

采用水热法合成Eu3+掺杂的RE2Sn2O7(RE=La,Gd,Y)系列样品,并采用XRD、SEM、FT-IR和荧光光谱对合成产物的晶体结构、颗粒尺寸、形貌和光学性能进行研究。结果表明:水热合成产物为单一相烧绿石结构的RE2Sn2O7:Eu3+(RE=La,Gd,Y),产物具有由一次纳米颗粒团聚而成的不规则球状形貌。激发光谱和发射光谱测试结果表明:Eu3+掺杂RE2Sn2O7(RE=La,Gd,Y)样品可以被紫外光有效地激发,发射出Eu3+离子特征的橙红色光。与其他样品相比,Gd2Sn2O7:Eu3+样品具有最强的橙红色发光,并对其原因进行了分析。

粉末冶金制备的Ti35Nb2．5Sn5HA生物复合材料的组织与性能研究

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的不含Al、V等有毒元素的β钛合金基体的Ti35Nb2.5Sn5HA生物复合材料。研究了不同机械球磨时间球磨的Ti35Nb2.5Sn5HA粉末以及用这几种粉末烧结制备的样品微观组织和显微硬度变化,球磨时间对烧结复合材料的微观组织和性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,Ti35Nb2.5Sn5HA粉末的颗粒尺寸逐渐减小,Nb和Sn开始与Ti发生固溶,形成Ti的过饱和固溶体,而且α-Ti也开始向β-Ti转化。当球磨时间达到12 h,球磨粉末中α-Ti完全转化为β-Ti,粉末颗粒的平均尺寸为500 nm左右。12 h球磨的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒尺寸,晶粒平均尺寸为200 nm,这种复合材料的维氏显微硬度可以达到10 187.3 MPa。

以淀粉为碳源制备锂离子电池负极用Sn／C复合材料的研究

以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源,通过碳热还原的方法制备了Sn/C复合材料。采用XRD,SEM,TEM等手段对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源制备的Sn/C复合材料碳基体能对金属锡形成很好的分散和包覆,在结构上具有良好的稳定性;600℃处理得到的样品具有最佳的比容量和循环性能,其首次脱锂比容量为583 mA.h/g,循环10次后其充放电效率达95%。

新型Sn-Co-C复合材料的制备和电化学性能

以Sn粉、钴化合物和炭黑为原料,采用先固相烧结后球磨的方法制备锂离子电池负极Sn-Co-C复合材料。采用XRD、SEM对复合材料进行了表征,并对材料的电性能进行了测试。结构分析表明,制备的Sn-Co-C复合材料晶粒尺寸均小于100 nm,属于纳米晶复合材料。电化学分析表明,当钴化合物为CoCO3时,制备的Sn-Co-C复合材料的首次脱锂比容量为257 mAh/g,首次充放电效率为71.8%,循环25次后容量保持率为65.76%,具有较好的循环性和可逆性。

锂离子电池负极用Sn/C复合材料的研究

以SnCl2为原材料,采用化学还原和葡萄糖水热法制备了Sn/C复合材料。采用XRD,SEM和EDS对复合材料进行了表征,并对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,该复合材料为300~700nm大小的球形核壳结构,核为金属锡,壳为碳;复合材料的首次脱锂比容量为700mAh/g,循环40次后比容量稳定在450mAh/g,循环300次后仍保持约400mAh/g的比容量,具有优异的循环性能。

贝壳粉/SnS_2纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法合成贝壳粉/SnS_2复合光催化材料,通过控制贝壳粉的含量制备了一系列不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料,探讨其光催化性能。采用XRD、DRS、IR以及SEM对制备的不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B探讨了不同质量比的贝壳粉/SnS_2复合材料的光催化性能,并通过循环实验测试了样品的稳定性。结果表明,在150℃下水热反应24 h合成的质量百分比为10%的贝壳粉/SnS_2纳米复合光催化材料催化性能最好。

锡基材料在钾离子电池负极中的应用

锂矿资源不断消耗和分布不均等问题日益突出,严重阻碍了锂离子电池(LIBs)在未来市场中的应用。由于钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(PIBs)具有储量丰富、成本低廉和环境友好等特点,有望在部分领域替代LIBs。考虑到K/K+的氧化还原电位比Na/Na+低,PIBs在输出功率和容量方面可能比SIBs更具竞争性。因此,不久的将来二次能源市场可能会大力发展PIBs。锡(Sn)基材料由于在LIBs和SIBs中具有较高的理论容量和较低的成本,得到了大量研究,然而其在PIBs中的研究处于起步阶段。为助力Sn基材料在PIBs中得到商业化应用,从材料合成、结构设计和性能优化的角度,详细阐述了现阶段Sn基材料在PIBs中的重要成果。在此基础上,探讨了Sn基材料面临的挑战和未来的发展方向并提出了改进建议,以期为Sn基材料的技术进步提供新的思路。

锂离子电池长循环寿命Sn+Co负极材料的研究

为了提高纯锡(Sn)作为锂离子电池(LIB)负极材料时的循环性能,循环稳定性更好的锡基合金被广泛研究。本试验中,在铜箔上通过脉冲沉积制备了一种锡基负极(Sn+Co),其中Co主要作用是在Sn表面形成致密保护层。该致密的电惰性层不仅可以缓冲Sn的体积变化,还避免了充放电过程中Sn与电解质的反应,提高了固体电解质界面(SEI)的稳定性。材料的结构表征主要通过XRD、SEM和EDX来研究。试验结果表明,Sn+Co负极比Sn-Co合金负极具有更大比容量和更优异的循环性能。Sn+Co电极在0.1C电流密度下的首次放充电比容量分别为541.66mAh/g和483.97mAh/g。且Sn+Co电极在0.1C的电流密度下循环120次后容量保持率高达81.43%,远高于Sn-Co合金电极60.48%的保持率。

新型锡/碳复合材料的制备及其用于锂离子电池负极材料的研究

以煤焦油和SnCl2为原料,采用液相分散和碳热还原的方法制备了一种新型的锡/碳(Sn/C)复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对复合材料进行了结构表征,并对材料的电化学性能进行了检测。结果表明,金属锡以200nm大小的颗粒分散在碳材料中,复合材料的首次放电容量在371mAh.g-1,循环50次后比容量维持在305mAh.g-1以上,具有优异的循环性能。

Cu-Sn-Sb三元复合电极的电化学性能研究

实验对比了分别以化学还原法、球磨法和机械合金法所制备的Sn-Sb、Cu-Sn及Cu-Sn-Sb三种材料的电化学性能,相比之下,Cu-Sn-Sb三元复合材料具有较优越的综合电化学性能。未经热处理电极的电化学性能较差,而电极经热处理改性后具有良好的循环性能,首次锂脱出容量为534mAh·g-1,电极循环80次后容量还能维持在207mAh·g-1。材料的嵌锂态阻抗谱研究表明,随着嵌锂电位的降低,活性物质颗粒表面的SEI膜呈增厚趋势,并且电极内电荷的转移也经历从容易到困难再变得容易的过程。