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微波处理时间对电化学电容器用活性炭性能的影响

采用微波对氢氧化钾活化石油焦制备的活性炭进行处理,考察了微波处理时间对活性炭的孔结构、表面(官能团)性质和电化学电容器中活性炭电化学性能的影响.结果表明:微波处理后活性炭的比容和内阻随着其比表面积和总孔容的降低而变小.和采用常规加热方式在1073K下处理1h所得活性炭相比,在700w功率下仅处理7 min所得活性炭的孔结构就具有较高的大/中孔的孔容比和较高的羰基含量；该活性炭用作电化学电容器的电极时,具有较高的能量密度和较高的能量保持率.显然,微波处理是制备电化学电容器用活性炭的一种简单而有效的方法.

关键词: 活性炭 , 微波处理 , 官能团 , 电化学电容器 , 能量密度

正极集流体为碳纳米管宏观膜的锂离子电池及其性能

钟盛文 , 胡经纬 , 吴子平 , 梅文捷

新型炭材料

采用超轻的碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)宏观膜替代传统的金属铝集流体,替换后的锂离子电池以 LiCoO2为活性物质,在1 C 条件下电池首次放电比容量为132.8 mAh·g-1,500次循环后容量保持率高于80%；当正极材料层面密度为16 mg·cm-2时,LiCoO2-CNT 电极的能量密度比 LiCoO2-Al 电极提高25%；同时,CNTs 膜作为正极集流体的电池自放电率低于1.5%。该 CNTs 膜经电流刺激后仍保持较高的石墨化程度,相比金属集流体,其表面束状的多孔结构可有效保证正极材料层和集流体间的紧密接触。该膜有望替代传统铝箔成为新一代锂离子电池用集流体。

关键词: 碳纳米管 , 锂离子电池 , 集流体 , 能量密度

脉冲激光能量密度对Mo薄膜生长的影响

雷洁红 , 邢丕峰 , 唐永建 , 吴卫东 , 王锋

稀有金属材料与工程

用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备金属Mo薄膜,研究薄膜结晶性能与能量密度之间的关系,探讨薄膜生长机制和粒子能量在薄膜生长中的作用.原子力显微镜(AFM)图像显示,薄膜表面平整、光滑,均方根粗糙度小于2 nm.X射线衍射(XRD)分析表明,随着能量密度的增加,Mo薄膜衍射峰宽变窄,薄膜从非晶态逐步变为多晶态,晶粒尺寸逐步变大.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , Mo薄膜 , 能量密度 , 表面粗糙度 , 晶粒尺寸

辐射变色薄膜紫外剂量计研究

刘强 , 何捷 , 蒋波 , 郑丹 , 万渝平 , 孙鹏 , 林理彬

功能材料

以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基质,以高敏性类丁二炔化合物为主要有机染色材料,添加适当比例光引发剂,成功研制了一种高感度新型辐射变色膜.用CL-1000型紫外线交联仪进行紫外线辐照后,薄膜颜色由粉红渐变为蓝色,且随着辐照剂量的增加颜色深度递增.经分光光度计测试其吸收光谱,发现主吸收峰值出现在650nm附近,且在相同的紫外线能量密度下,吸收峰处的响应吸光度与辐照时间成线性响应关系.在相同的辐照时间内,吸收峰处的响应吸光度与紫外线能量密度亦成线性关系.染色材料中添加适当比例的光引发剂,可以提高薄膜的响应吸光度,进而提高其响应灵敏度.对于变色层厚度为30～60μm的辐射变色膜,敏感层厚度与吸光度响应成正相关性.室温下避光贮存60天内,此新型辐射变色膜具有较好的稳定性与可重复性.

关键词: 辐射变色薄膜 , 紫外辐照 , 能量密度 , 响应吸光度 , 剂量计

菠菜叶基分级孔活性炭作对称超级电容器电极材料

欧玉静 , 彭超 , 郎俊伟 , 朱丹丹 , 阎兴斌

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(14)60135-9

采用KOH活化高温裂解的菠菜叶,制得分级孔活性炭。低温氮气吸脱附表明利用KOH活化所制活性炭材料含有微孔、介孔和大孔,且比表面积高达2616 m2/g。 FE-SEM和FTIR表明,分级孔活性炭呈颗粒状,且表面含有富氧官能团。采用循环伏安( CV)、恒流充放电( GCD)和电化学阻抗谱( EIS)等测试技术,对分级孔活性炭进行电化学性能表征。在三电极测试体系中,分级孔活性炭在CV曲线中呈现良好矩形特征的双电层电容行为；在充放电电流密度为1 A/g下,其比电容值为238 F/g。利用该分级孔活性炭所组装的水系对称双电层电容器,其电压可达到1.2 V,同时具有可观的能量密度,较高的放电倍率及良好的电化学充放电稳定性。

关键词: 菠菜叶 , 活化 , 活性炭 , 超级电容器 , 能量密度

丝电爆制备纳米粉过程中工艺参数对爆炸产物相态组成的影响

毕学松 , 朱亮

机械工程材料

在丝电爆制备纳米粉过程中,爆炸产物的相态对粉体粒径有重要影响,在气体放电式丝电爆装置上,通过改变工艺参数(初始电压和电极间距)进行了系列试验,研究了工艺参数对爆炸产物相态组成的影响.结果表明:电极间距一定时,只有在一定初始电压下液相比例才能达到最小,初始电压较低或过高时液相比例都会增加,增大电极间距,使液相比例最小值降低,对应的初始电压值增大.

关键词: 丝电爆 , 爆炸产物 , 气体放电 , 等离子体 , 能量密度

不同能量密度下脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒成核生长动力学研究

邓泽超 , 罗青山 , 胡自强 , 丁学成 , 褚立志 , 梁伟华 , 陈金忠 , 傅广生 , 王英龙

人工晶体学报

在室温、10 Pa氩气环境下,采用脉冲激光烧蚀(PLA)技术,通过改变激光能量密度,在烧蚀点正下方、与烧蚀羽辉轴线平行放置的衬底上沉积制备了一系列纳米Si晶薄膜.采用SEM、Raman散射谱和XRD对纳米Si晶薄膜进行了表征.结果表明:沉积在衬底上的纳米Si晶粒分布在距靶一定的范围内,晶粒尺寸随与靶面距离的增加先增大后减小；随着激光能量密度的增加,晶粒在衬底上的沉积范围双向展宽,但沉积所得最大晶粒尺寸基本保持不变,只是沉积位置随激光能量密度的增加相应后移.结合流体力学模型、成核分区模型和热动力学方程,通过模拟激光烧蚀靶材的动力学过程,对纳米Si晶粒的成核生长动力学过程进行了研究.

关键词: 脉冲激光烧蚀 , Si纳米晶粒 , 能量密度 , 成核生长动力学

激光熔覆NiCrMn-WC复合涂层的组织与耐磨性

王璐 , 胡树兵 , 单炜涛 , 胡可 , 张磊

中国有色金属学报

为了提高高品质液压油缸的耐磨性能，使用45钢作为模拟材料，采用YLR-4000型光纤激光器在其表面进行激光熔覆，制备NiCrMn+WC复合涂层。利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析其显微组织和微观形貌，利用X线衍射仪及能谱分析涂层的相结构和成分，并测量了其硬度以及磨损性能，获得最优的工艺参数。结果表明：激光熔覆层的致密度良好，无明显的孔洞出现；熔覆层硬度较基体的提高3~5倍，且在一定范围内，随着扫描速度的增加以及扫描功率的减少，熔覆层的硬度强化效果明显；硬质相的加入使其表面的耐磨性显著提高，在扫描速度为360 mm/min，功率为2.5 kW，WC含量为30%(质量分数)时，熔覆层的各项性能达到最优。

关键词: 液压油缸 , 激光熔覆 , 能量密度 , 硬度 , 耐磨性