【摘 要】
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硅以具有己知元素中最高的嵌锂容量成为锂离子电池负极材料研究的热点之一.但是,硅在嵌脱锂过程中的巨大体积膨胀(～300％)制约了其在锂离子电池中的应用.纳米化是解决硅嵌脱锂体积膨胀的一种有效方案.本研究采用高能电子束蒸发沉积和机械研磨两步法,以冶金硅为原料制得了可用于高储能锂离子电池的纳米硅.通过SEM分析,发现在高能电子束的作用下熔融硅蒸发后先沉积成线径在40 nm左右的硅纳米纤维,进而聚集成硅纳米线束状.对沉积硅机械研磨后,纳米硅颗粒尺寸分布较为均匀.电化学分析结果表明,纳米硅在纯度达到99.96％以上
【机 构】
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宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川750021;宁夏大学机械工程学院,宁夏银川750021;宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川750021
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硅以具有己知元素中最高的嵌锂容量成为锂离子电池负极材料研究的热点之一.但是,硅在嵌脱锂过程中的巨大体积膨胀(～300％)制约了其在锂离子电池中的应用.纳米化是解决硅嵌脱锂体积膨胀的一种有效方案.本研究采用高能电子束蒸发沉积和机械研磨两步法,以冶金硅为原料制得了可用于高储能锂离子电池的纳米硅.通过SEM分析,发现在高能电子束的作用下熔融硅蒸发后先沉积成线径在40 nm左右的硅纳米纤维,进而聚集成硅纳米线束状.对沉积硅机械研磨后,纳米硅颗粒尺寸分布较为均匀.电化学分析结果表明,纳米硅在纯度达到99.96％以上的情况下,充放电流密度为100 mA/g时,首次可逆容量为1292.4 mAh/g,电荷转移阻抗拟合值为51.36 Ω.实验结果表明,此种方法可以较好地实现纳米硅的可控和规模化制备,为锂离子电池用纳米硅在未来工业化生产方面具有一定的指导意义.
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为获得细晶TiAl合金及有效减少传统铸造带来的内部缺陷,采用真空热压烧结工艺制备了Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金,研究了烧结温度对TiAl合金微观组织及力学性能的影响.结果 表明:Ti、Al元素粉末反应合成后,经XRD检测,3种烧结温度(1150、1240、1300℃)烧结后的合金主要由γ-TiAl和a2-Ti3Al 2种基体相组成,随着烧结温度的增加,γ相含量增加,a2相则减少;结合SEM观察发现,改变烧结温度可获得TiAl合金不同典型组织,其中1150℃烧结合金为近γ组织、12
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对一种第3代单晶高温合金的试棒进行了固溶热处理试验,研究了热处理气氛对试棒表面层组织的影响,探讨了解决贫Cr层问题的新方法.结果 表明,在真空状态下进行热处理时,发现试棒表面出现了深度约为70 μm的Cr、Co和Re等元素的贫化层.在高纯度的氩气气氛中热处理时,样品出现严重的表面氧化层和熔融层,深度达到约1mm.其原因是高温下充入保护气体时会大大增强炉内气氛的宏观对流,加速试棒表面的氧化反应和合金元素挥发.为尽量减小炉内气氛对流的影响,将实验样品装入陶瓷管进行保护,形成相对密闭的空间,消除大范围对流的可能
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