锂离子电池锡薄膜负极制备及电化学性能研究

应用真空蒸发法在泡沫铜基底上制备锡薄膜负极.XRD、SEM分析表征薄膜的物相结构及其微观形貌,并测试了材料的电化学性能.结果表明,泡沫铜基底的三维结构增强了活性物质与基底的结合力.在同一基底温度下,锡颗粒随蒸发时间延长逐渐增大,电池电化学性能降低;而在同一时间内,升高基底温度,颗粒无明显变化,电池循环寿命有了很大提高.样品A″电池(基底温度:200℃,蒸发时间:0.5 h)经100次充放电循环后比容量仍达407.3 mAh·g-1.     

材料动态响应的多尺度数值模拟研究

冲击作用下材料的动态力学行为是工程力学、材料、武器物理和空间物理中的重要课题,其位错的产生和演化、绝热剪切带的形成、界面的冲击熔化和微层裂等,是我们研究的热点。以上材料的动力学效应,大都发源于原子尺度的微观缺陷,跨越了多个空间尺度和时间尺度,最后发展为宏观损伤效应。迄今为止,损伤形核、长大和汇合、界面的冲击熔化等效应的理论研究仍然存在许多空白。受限于现有实验技术,损伤从微观、细观至宏观尺寸的成核和演化等诸多中间环节均没有原位实验观测,这给加载过程中材料的动力学响应分析带来很大困难。因此,数值模拟研究材料微损伤演化是理解冲击作用下材料动力学行为的有效途径之一。     

一种用数字示波器测量液体表面张力系数的实验方法

将弹簧作为电感线圈,与取样电阻构成RL串联电路.在正弦交流信号激励下,用数字示波器测量取样电压与作用力的关系,从而测得液体的表面张力系数.     

(Al16Ti)n± (n=0-3)离子团簇中Ti原子对电子结构及其与H2O分子相互作用的显著影响

用密度泛函理论结合全电子自旋极化方法构建并优化出了最稳定的(Al₁₆Ti)^n± (n=0-3)离子团簇, 研究了其几何结构、稳定性和电子结构. 同时研究了水分子在(Al₁₆Ti)^n± (n=0-3)离子团簇表面的吸附结构和吸附能. 研究结果与纯(Al₁₇Ti)^n± (n=0-3)离子团簇的电子结构及其与H₂O分子的相互作用规律做了对比. 通过电子最高占据轨道和最低空轨道的空间分布, 发现大部分的活性电子占据在Ti 原子位置, 少量电子根据曲率从大到小的顺序依次占据. 通过分析最稳定的(Al₁₆TiH₂O)^n± (n=0-3)吸附化合物的几何结构可以看出, 水分子都倾向于吸附在Ti原子上, 并且为亲氧吸附. 在所有的吸附化合物中, (Al₁₆TiH₂O)⁺具有最短的平均O―H键长, 比孤立H₂O分子中的O―H键约长0.0003 nm, 然后随着电子数的增加或减少, O―H键都会进一步被拉长. 研究结果表明, Al 团簇离子中Ti 原子的掺杂可以有效提高H₂O分子的解离效率. 另外, 在金属团簇的几何结构效应与杂质效应共同出现时, 杂质的影响占据了主导地位.     

超压爆轰产物声速以及热力学CJ点的实验研究

超压爆轰产物声速是建立超压爆轰产物状态方程的基础性实验数据,而CJ点数据是反映炸药爆轰性能的重要参数。利用稀疏波追赶技术,通过光纤探针监测三氯甲烷中稀疏波追赶向前冲击波的过程,测量了不同压力点下JB-9014炸药超压爆轰产物的声速,得到了拉格朗日声速随粒子速度的变化曲线,由Lc线与稳定爆速D的交点确定了热力学CJ点,对JB-9014炸药所得到的CJ压力为28.8 GPa,与通常测量值28.5 GPa仅相差0.3 GPa。介绍了应用光纤探针测量爆轰驱动飞片的速度和平面性的方法,应用该方法得到了飞片的击靶速度和形状,此方法具有较高的测量精度。     

新型强度检测型表面等离子共振传感器的研究

针对角度检测型表面等离子共振传感器结构复杂,不易于实现在线测量的特点,基于表面等离子共振(SPR)原理,提出了采用双LED进行差分光强检测折射率变化的方法。设计了参考光路,可以消除光源波动带来的影响。理论分析及实验表明,这种方法比单LED光强检测方法的灵敏度提高了近1倍。由于没有使用角度检测装置及光谱仪,易于实现仪器的小型化。     

TATB在高温下分解的动力学模拟

TATB作为一种知名的钝感炸药,其敏感度和反应特性一直是含能材料研究领域的热点问题。采用从头算分子动力学方法,系统模拟了TATB在不同温度、压力以及含有黏结剂情况下的分解反应过程,并逐个分析这些因素对反应机理和反应速率的影响。结果显示:不同温度下反应机理基本保持不变,但反应速率受温度的影响较大;压力对反应前、后期有不同的影响;对于含有氟聚物黏结剂的体系,氟聚物会参与TATB的分解,并改变最终产物的组分。     

水系钠离子电池电极材料研究进展

随着太阳能、风能等可再生能源发电并网普及应用和智能电网建设,储能技术成为能源优化利用的核心技术之一。水系钠离子电池具有资源丰富、价格低廉等优势,作为未来电网储能的重要选择而成为近年来电化学储能技术前沿的研究热点。由于受到水的热力学电化学窗口限制及嵌钠反应的特殊性(例如溶液的pH值、氧的溶解等),以及容量、电化学电位、适应性及催化效应等,电极材料选择面临挑战,进而影响水系钠离子电池的应用。因此,电极材料成为水系钠离子电池的研究重点。本文简要概括了水系钠离子电池的特点,并对氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物和有机物等电极材料体系的最新研究进展进行了总结,并概括了将来的发展方向,为推动水系钠离子电池的发展和能源优化研究奠定了基础。     

Structure and bonding properties of Y doped ∑37 grain boundary in alumina

The microscopic structures and the bonding properties of Y-doped and undoped(0118)/[0441]/180?(Σ37) grain boundaries in alumina are investigated by using ab initio method.The formation energy of grain boundary and the segregation energy of Y to grain boundary are acquired.Electronic structures,potential distributions,bond orders and effective charges of Y-doped and undoped Σ37 GB systems are calculated.Our results reveal that the higher strength Y-O bond than Al-O bond is ascribed to the hybridization of Y(4p,3d) with O(2s).Meanwhile,dopant Y also causes a change in potential distribution in the grain boundary region,thereby further aflecting the transport property of ceramic alumina.     

1,4-二氧六环的真空紫外同步辐射光解离电离研究

The photoionization and photodissociation of 1,4-dioxane have been investigated with a reflectron time-of-flight photoionization mass spectrometry and a tunable vacuum ultraviolet synchrotron radiation in the energy region of 8.0-15.5 eV. Parent ion and fragment ions at m/z 88, 87, 58, 57, 45, 44, 43, 41, 31, 30, 29, 28 and 15 are detected under supersonic conditions. The ionization energy of DX as well as the appearance energies of its fragment ions C₄H₇O₂⁺, C₃H₆O⁺, C₃H₅O⁺, C₂H₅O⁺, C₂H₄O⁺, C₂H₃O⁺, C₃H₅⁺, CH₃O⁺, C₂H₆⁺, C₂H₅⁺/CHO⁺, C₂H₄⁺ and CH₃⁺ was determined from their photoionization efficiency curves. The optimized structures for the neutrals, cations, transition states and intermediates related to photodissociation of DX are characterized at the B3LYP/6-31+G(d,p) level and their energies are obtained by G3B3 method. Possible dissociative channels of the DX are proposed based on comparison of experimental AE values and theoretical predicted ones. Intramolecular hydrogen migrations are found to be the dominant processes in most of the fragmentation pathways of 1,4-dioxane.