丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.01.014
采用粉末冶金法在3种温度下制备了60Ni40Fe,10Cu50Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe3种合金,并分别作为惰性阳极在700℃钾冰晶石低温体系(CR=1.3)中进行5 A级的实验室规模铝电解,电解电流密度为0.5 A·cm-2,电解时间为8.0 h.3种NiFe合金阳极体系电解过程相差明显,不含有Cu的60Ni40Fe合金阳极电解过程槽电压波动较大,原铝的纯度仅为91.23%;65Cu25Ni10Fe合金阳极电解过程中槽电压比较平稳,平均槽电压为3.422 V,但是原铝中杂质Cu含量达到4.5%;10CuSONi40Fe合金阳极电解过程槽电压比较平稳,平均槽电压为3.829 V,原铝的纯度可达99.74%,是3种合金中电解性能最优的阳极.采用XRD,SEM和EDS等手段分析合金阳极电解后表面组成、结构及形貌的变化情况.表明3种NiFe合金阳极表面氧化膜成分相差明显,60Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe合金阳极表面分别生成了NiO和Ni0.8Cu0.2O,结构比较疏松.10Cu50Ni40Fe合金阳极表面氧化膜的元素扫描表明各元素为层状分布,在合金基体表面生成了比较致密的Ni1.25Fe1.85O4,Ni1.25Fe1.85O4对合金阳极具有很好的保护作用,抑制了熔盐及氧对合金基体的腐蚀.
关键词:
NiFe合金
,
铝电解
,
惰性阳极
,
钾冰晶石
,
腐蚀
丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.03.027
铝电解工业已有百余年的历史,以惰性阳极为代表的新工艺是铝电解研究的热点问题.惰性阳极主要分为陶瓷阳极、金属陶瓷阳极和金属阳极3类,本文分析了3种惰性阳极的特点,并重点评述会属阳极的研究近况.钾冰晶石电解质体系作为一种铝电解新型低温电解质体系,具有操作温度低、Al2O3,溶解性能好等优势.指出在钾冰晶石低温体系中应用金属阳极将成为今后铝电解很有希望的一种新工艺.
关键词:
惰性阳极
,
金属阳极
,
铝电解
,
钾冰晶石
阚素荣
,
孟庆勇
,
袁敏娟
,
卢世刚
,
丁海洋
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.026
采用流体静力称重法研究了K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>铝电解质体系的密度.探讨了K<,3>AlF<,6>,AlF<,3>含量和温度与K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度的关系.实验结果表明:K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度与温度成较好的线性关系,温度升高,密度降低;随着AlF<,3>含量的降低,体系的密度对温度的变化更加敏感.相同过热度下,固定KR(钾冰晶石含量),随着AlF3含量的增加,体系的密度呈现出不同的变化规律,相同过热度条件下,对于较低的KR=0.1值,随着AlF<,3>含量的增加,体系的密度逐渐下降,对于较高的KR=0.5值,随着AlF<,3>含量的增加,体系密度先降低后增加,存在最低点.相同过热度下,固定AlF<,3>含量,随着KR增加,体系密度也呈现出不同的变化规律,当AlF<,3>为22%,随着KR增大,体系密度变化不大;当AlF<,3>为26%,30%,随着KR增大,体系密度先降低后增加.
关键词:
密度
,
钾冰晶石
,
低温
,
铝电解
袁敏娟
,
阚素荣
,
孟庆勇
,
张向军
,
丁海洋
,
卢世刚
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.02.028
采用质量差法研究了不通电时Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系中铝的溶解度.实验首先测定了不同时间内铝溶解的情况,并确定铝饱和溶解的时间为3h.主要研究了初晶温度、过热度、电解质组成,以及电解质融化之后的熔盐深度对铝溶解度的影响.实验选用刚玉坩埚盛装电解质.测试结果表明,初晶温度为670-900℃的电解质,铝的溶解度为0.05%-0.50%(质量分数).在初晶温度较低的电解质中,铝的溶解度较低,反之较高.对于某个特定体系来说,提高过热度会增加铝的溶解度.电解质的组成对铝溶解度的影响是:增大KR,可以降低铝的溶解度;AlF3含量增加,铝溶解度降低;对于KR=30,AlF3 =26%(质量分数)的电解质,出现了异常的情况.另外,减少电解质的用量,降低熔盐的深度,也会造成铝的挥发损失,并最终导致铝的溶解增加.总之,影响铝溶解度的因素是多方面的,抑制铝的溶解损失,可以从改变电解质的组成、降低初晶温度、减少铝的挥发等方面着手.
关键词:
低温
,
钾冰晶石
,
铝电解
,
铝溶解度
,
质量差法
蔡振平
,
张向军
,
金维华
,
刘人敏
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2003.05.021
采用机械球磨制备了一定粒度的锂离子电池负极材料Co3O4. 电化学性能测试结果表明Co3O4首次嵌锂容量为990 mAh·g-1, 脱锂容量为395 mAh·g-1. 通过添加石墨类材料对Co3O4进行了改性研究. 充放电测试表明: 通过长时间机械混合球磨处理后的一定粒度的改性材料首次脱锂容量可提高到632 mAh·g-1, 充放电循环15周后, 容量保持在408 mAh·g-1, 电化学性能优于单纯的Co3O4. 由此可见通过添加石墨类材料并进行机械球磨以改变材料的微观结构不仅可以提高材料Co3O4的可逆容量, 而且改善了其循环寿命.
关键词:
锂离子电池
,
Co3O4
,
改性
,
电化学性能
李喜飞
,
陈晓红
,
卢世刚
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.02.036
分别对碳进行硝酸、空气氧化及惰性气氛下高温处理.采用BET法和红外光谱法测试了3种方法处理的碳的孔隙结构和表面化学性质.经空气氧化和惰性气氛下高温处理后碳材料的孔隙结构变化较大, 而经硝酸溶液处理碳材料孔隙结构变化较小;FTIR谱图研究表明, 硝酸处理和空气氧化后碳表面官能团较其处理前的多, 惰性气氛下高温处理可使部分官能团分解.研究了氯铂酸水溶液在各种碳上的等温吸附情况, 并利用Langmuir吸附模型模拟了等温吸附线.结果表明:经硝酸处理后的碳上的氯铂酸溶液吸附量显著增加, 在惰性气氛下热处理后的碳上其吸附量降低.
关键词:
碳
,
吸附
,
孔隙性能
,
表面化学性质
,
氯铂酸
吴爱德
,
张向军
,
卢世刚
,
阚素荣
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.018
通过变温XRD对以Li2CO3,FePO4和葡萄糖为反应体系合成LiFePO4材料的反应机制进行了研究,采用XRD、SEM、硫碳分析等测试方法,从碳含量和原料分散混合均匀性角度探讨了在LiFePO4合成过程中Li3Fe2(PO4)3,Li3PO4,Li0.5Fe2.5O4等杂相的产生因为.结果表明Li3Fe2(PO4)3,Li3PO4,Li0.5Fe2.5O4等杂相的产生因为主要是Li2CO3和葡萄糖在前驱体中的分布不均造成的,而非作为还原剂的葡萄糖加入量的问题,Li2CO3在前驱体中的分布均匀性影响合成LiFePO4过程中Li+向FePO4中的扩散,葡萄糖在前驱体中的分布均匀性决定了Li2CO3与FePO4合成LiFePO4时能否提供满足反应进行的还原性气氛.通过对原料预研磨优化原料粒径分布、提高原料分散混合均匀性的方法有效地减少或消除了杂质组分的生成,改善工艺后制备的LiFePO4/C较改善工艺前制备的LiFePO4电性能有明显提高,在0.1C的条件下首次充电容量为149.4 mAh·g-1,放电容量为140.1 mAh·g-1.
关键词:
LiFePO4
,
碳热法
,
合成机制
,
Li3Fe2(PO4)3
陈巍
,
曹连忠
,
张向军
,
韩肃
,
段关文
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2004.05.010
系统研究了不同温度无压烧结条件下,添加质量分数为 2% C及不同 B元素量对 SiC的致密机制、微观结构及力学性能的影响.结果表明,添加质量分数为 2.0% C+ 1.0% B的 SiC 经 2 150℃× 2h无压烧结后的力学性能为最优,其抗弯强度达 470MPa,断裂韧性达 5.12MPa· m1/2.
关键词:
无压烧结
,
碳化硅
,
微观结构
,
力学性能
孟庆勇
,
阚素荣
,
卢世刚
,
丁海洋
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.022
采用EDTA络合滴定法研究了粉末状α-Al2O3在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的溶解度和溶解速度.探讨了K3AlF6、AlF3含量和温度对氧化铝在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中溶解度和溶解速度的影响,并测定了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系初晶温度30℃以上溶解度和溶解速度,比较了含钾冰晶石熔盐体系和传统钠冰晶石基熔盐体系Al2O3溶解度方面的差异.实验结果表明:K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的α-Al2O3溶解速度很快,在5～10 min内溶解已经达到饱和;850℃时,KR每增加0.2,Al2O3溶解度增加约0.5%(质量分数);随着K3AlF6含量的增加Al2O3溶解度相应的增加,相对于高钾冰晶石含量体系而言,较低K3AlF6含量时,增加K3 AlF6的量对提高氧化铝溶解度幅度更加显著;与传统钠冰晶石电解质体系相比K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系Al2O3的溶解度明显增大,当KR≥0.3时,差异愈加显著.
关键词:
α-Al2O3
,
低温体系
,
EDTA滴定法
,
溶解度
,
溶解速度
杨娟玉
,
卢世刚
,
肖清华
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.02.016
采用精密磨削加工工艺法制备了厚度为纳米级片状硅,以FESEM,HRTEM,EDS,SEAD及XRD等分析手段对片状纳米硅的形貌、结构及组分进行分析和表征.结果表明,所制得的片状纳米硅为纳米级片状结构,片平均厚度为10～15nm,具有立方金刚石结构.由于量子限制效应的影响,所制得的片状纳米硅的拉曼光谱发生了红移.室温下在404,495及750 nm处可观察到片状纳米硅的紫、绿、红3种光致发光谱,解释了片状纳米硅的发光机制.
关键词:
纳米硅
,
精密磨削加工
,
光致发光
,
表征
