低温碱浸高钛渣脱硅去除钛合金中的Ti_(5)Si_(3)相

利用低温碱溶液及熔体浸出对两种不同的高钛渣进行脱硅,研究温度、时间及氢氧化钠溶液浓度对脱硅率的影响。熔体除硅可导致高钛渣中的钛损失。用4 mol/L的氢氧化钠溶液浸出高钛渣,在温度为80℃、搅拌速率为600 r/min及保温时间为300 min的条件下,国内高钛渣中硅含量由0.96%(质量分数)降低至0.29%(质量分数),脱硅率为69.8%。在相同条件下,进口的高钛渣中硅含量由1.11%(质量分数)降低至0.12%(质量分数),脱硅率为89.2%。对采用镁还原高钛渣得到的合金粉末进行烧结,制备钛合金,并对合金进行表征。结果表明,钛合金中的Ti_(5)Si_(3)相已成功去除,此外,对两种高钛渣原料进行对比分析,并利用热力学软件对脱硅原理进行分析。

Zr^(4+)掺杂对Li_(4)Ti_(5)O_(12)负极材料性能影响研究

采用分阶段固相烧结法进行钛酸锂负极材料Li_(4)Ti_(5)O_(12)的制备,实验结果表明,少量Zr^(4+)掺杂后并未改变Li_(4)Ti_(5)O_(12)的尖晶石结构类型,但引起晶格常数的变化,掺杂前后颗粒都呈圆球形,且都比较均匀细小。循环充放电实验表明,当Zr^(4+)掺杂量在0~0.2变化时,随着Zr^(4+)掺杂量的增多,充放电比容量明显增大,且充放电平台更平稳。这主要是由于Zr^(4+)掺杂引起晶格的畸变,降低了Li+嵌入与脱嵌的阻力,进一步证实Zr^(4+)掺杂能够改善Li_(4)Ti_(5)O_(12)负极材料的充放电效果。

Na_(2)O对锂铝硅微晶玻璃析晶及性能的影响

采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但Na_(2)O的引入促使微晶玻璃中析出Li_(2)Si_(2)O_(5)新相,并且随着Na_(2)O引入量的增加,Li_(2)Si_(2)O_(5)转变为主晶相。由于晶体尺寸均为纳米级,主晶相的转变对透过率影响较小,微晶玻璃的可见光透过率均高于85%。主晶相的转变有效增强了微晶玻璃的机械性能,其弯曲强度由300 MPa提升至331 MPa。Na_(2)O的引入有效增强了Na-K交换,Na_(2)O含量为4%(质量分数)的Li 2O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃在410℃的KNO_(3)熔盐中交换6 h后,维氏硬度由7.108 GPa提升至7.403 GPa,弯曲强度由331 MPa提升至470 MPa。

钛硅黄铜中Si含量对凝固组织及力学性能的影响

通过熔体反应法制备了不同Si含量的钛硅黄铜,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钛硅黄铜中硬质相的物相组成及三维形貌演变规律进行表征,分析Si含量对钛硅黄铜凝固组织的影响,并结合硬度及拉伸性能检测研究钛硅黄铜中微观组织与力学性能之间的关联性机制。结果表明,随着Si含量的增加,钛硅黄铜中合成硬质相的种类由片状枝晶状Al Cu_(2)Ti与六棱柱状Ti_(5)Si_(3)向多面体状Ti_(5)Si_(4)演变,硬质相的体积分数呈现先增加后趋于稳定的趋势;当Si添加量为1.5%(质量分数)时,大量未反应的Si元素促进了γ相基体的出现,合金基体由单一β相转变为β+γ相。Si含量在0.25%~1.5%(质量分数)变化时,钛硅黄铜的抗拉强度和硬度均随着Si含量的增加而持续增加,断后伸长率呈现先升高后降低的趋势,研究认为γ相的出现是合金断后延伸率下降的主要原因;在Si含量为1.0%(质量分数)时,钛硅黄铜的强塑性出现最佳配合,抗拉强度为(551±21) MPa,屈服强度为(276±16) MPa,断后伸长率为6.8%±0.3%。

不同钛源制备钛酸锂负极材料及其性能研究

通过高温固相法制备球形Li_(4)Ti_(5)O_(12)负极材料,探究了采用不同钛源所制备的Li_(4)Ti_(5)O_(12)的性能差异。通过XRD、SEM对制备的材料进行结构及形貌的表征,同时将合成的材料进行电化学测试。结果表明,分别以纳米TiO_(2)(P40)、工业H_(2)TiO_(3)、含铁工业H_(2)TiO_(3)为钛源制备的Li_(4)Ti_(5)O_(12)材料t-LTO、h-LTO、f-LTO在较低倍率0.2 C下的放电比容量分别为170.0、156.3、150.7 mAh/g,在较高倍率5 C下的放电比容量分别为91.9、93.0、26.7 mAh/g。在1 C下充放电循环100次后容量保持率分别为97.4%、97.3%、94.6%。以纳米TiO_(2)及工业H2TiO3为钛源制备得到的Li_(4)Ti_(5)O_(12)具有较好的电化学性能,因此可用较为纯净的工业H_(2)TiO_(3)为钛源代替价格高昂的TiO_(2)制备Li_(4)Ti_(5)O_(12)负极材料。