低热固相反应的反应机理研究(1)--冷融熔机理和冷溶熔机理的模型

本文提出了低热固相反应的冷融熔机理和冷溶熔机理,其中冷融熔机理主要针对于不含结晶水的反应体系,冷溶熔机理主要针对于含结晶水的反应体系,并对低热固相反应动力学提出冷融熔/冷溶熔、扩散、反应、成核、生长的五步机理.两种机理都避开了分子在固相晶格中的扩散,从而对低热固相反应的扩散问题进行了有效的解释,并给出了低热固相反应的热力学和动力学判据.     

LiMn2O4中锂离子扩散系数与充/放电次数的关系

通过容量间歇滴定技术（CITT）对不同电压、不同循环次数下，锂离子在尖晶石LiMn₂O₄中的固相扩散系数进行了研究. 结果表明，锂离子在尖晶石LiMn₂O₄正极材料中的固相扩散系数在3.95 V和4.12 V左右存在两个极小峰，随着循环次数的增加，这两个峰逐渐平坦，并且整体上固相扩散系数呈增大趋势，表明锂离子在LiMn₂O₄中重复脱/嵌时具有自我增强扩散的能力.     

低热固相反应冷融熔机理和冷溶熔机理的证据

The cold-melting mechanism and the cold-dissolving-melting mechanism were further studied by TG/DTA and in situ micro-photographs techniques with the mixture of dimethylglyoxime and Ni(Ac)₂·4H₂O, and the mixture of dimethylglyoxime and anhydrous Ni(Ac)₂ as the modeled reactive examples. The endothermic peaks on the DTA curves at about 38 ℃ revealed the formation process of the cold-melting layer and cold-dissolving-melting layer on the surface of reactant particles. Further, the cold-melting state and the cold-dissolving-melting state were observed by the micrographs. These results provided the direct evidences for the theories of cold-melting mechanism and the cold-dissolving-melting mechanism.     

LiMn_2O_4中锂离子扩散系数与充/放电次数的关系

通过容量间歇滴定技术(CITT)对不同电压、不同循环次数下,锂离子在尖晶石LiMn_2O_4中的固相扩散系数进行了研究.结果表明,锂离子在尖晶石LiMn_2O_4正极材料中的固相扩散系数在3.95V和4.12V左右存在两个极小峰,随着循环次数的增加,这两个峰逐渐平坦,并且整体上固相扩散系数呈增大趋势,表明锂离子在LiMn_2O_4中重复脱/嵌时具有自我增强扩散的能力.     

低热固相反应的反应机理研究(Ⅰ)——冷融熔机理和冷溶熔机理的模型

本文提出了低热固相反应的冷融熔机理和冷溶熔机理,其中冷融熔机理主要针对于不含结晶水的反应体系,冷溶熔机理主要针对于含结晶水的反应体系,并对低热固相反应动力学提出冷融熔/冷溶熔、扩散、反应、成核、生长的五步机理。两种机理都避开了分子在固相晶格中的扩散,从而对低热固相反应的扩散问题进行了有效的解释,并给出了低热固相反应的热力学和动力学判据。     

单晶钨纳米线拉伸变形机理的分子动力学研究

利用分子动力学方法, 对本课题组率先采用金属催化的气相合成法制备出的高纯度单晶钨纳米线进行拉伸变形数值模拟, 通过分析拉伸应力-应变全曲线及其微观变形结构, 揭示出单晶钨纳米线的拉伸变形特征及微观破坏机理. 结果表明: 单晶钨纳米线的应力-应变全曲线可分为弹性阶段、损伤阶段、相变阶段、强化阶段、 破坏阶段等五个阶段, 其中相变是单晶钨纳米线材料强化的重要原因; 首次应力突降是由于局部原子产生了位错、孪生等不可逆变化所致; 第二次应力突降是发生相变的材料得到强化后, 当局部原子再次产生位错导致原子晶格结构彻底破坏而形成裂口、且裂口不断发展成颈缩区时, 材料最终失去承载能力而断裂. 计算模拟得到的单晶钨纳米线弹性模量值与实测值符合较好. 关键词： 分子动力学 应力应变曲线 微观机理 单晶钨纳米线     

三种微观组织的Ti-46.5Al-2Nb-2Cr高温动态力学行为的实验研究

对等轴（NG）,近片层（NL）和双态（DP）组织的Ti-46．5Al-2Nb-2Cr在室温至840℃,应变率分别为0．001s^-1,320s^-1,800s^-1和1350s^-1下的拉伸力学行为进行了实验研究,初步揭示了三种微观组织的TiAl的韧脆转变温度均随应变率的升高而升高;三种微观组织的TiAl动态下的高温综合力学性能优于准静态下的性能——动载下的强度均明显高于静载下的强度,且呈现出“高温高速韧”的特性。TiAl有可能成为一种抗冲击的高温结构材料。     

Cu/C核/壳纳米结构的气相合成、形成机理及其光学性能研究

采用乙酰丙酮铜为原料, 通过化学气相沉积大批量制备出Cu/C核/壳纳米颗粒和纳米线. 研究结果表明, 通过控制沉积温度可对Cu/C核/壳纳米材料的形貌和结构进行很好的控制. 比如, 沉积温度为400 ℃时可获得直径约200 nm的Cu/C核/壳纳米线, 沉积温度为450 ℃ 时可获得直径约200 nm的Cu/C核/壳纳米颗粒和纳米棒的混合产物, 沉积温度为600 ℃时可获得直径约22 nm的Cu/C核/壳纳米颗粒. 获得的Cu/C核/壳纳米结构是由一个新颖的凝聚机理形成的, 而这种机理不同于著名的溶解-析出机理. 紫外-可见光谱和荧光光谱分析结果表明: Cu/C核/壳纳米线和纳米颗粒均在225 nm处出现Cu的吸收峰, 同时在620 和616 nm处分别出现了纳米线和纳米颗粒的表面等离子共振吸收峰. Cu/C核/壳纳米线在312 和348 nm处、 Cu/C核/壳纳米颗粒在304 和345 nm处出现荧光发射谱峰. 关键词： Cu/C核/壳结构 纳米线 纳米颗粒 光学性能     

室温固-固反应初期动力学的粉末紫外-可见漫反射光谱研究

以丁二酮肟和水合醋酸镍及无水醋酸镍的反应为模板, 利用反应物与产物之间的颜色差异, 通过粉末紫外-可见漫反射光谱对反应初期产物生成量的变化进行测定, 从而研究其反应动力学. 由于光谱性质与产物的晶型无关, 并且如果反应物与某一产物之间的光谱性质(如颜色)差异较大, 即使在微量产物的情况下也很容易跟踪到产物量的变化. 因此, 该方法对于固-固反应初期的动力学响应非常灵敏, 但当反应进行到一定程度后则不适用.