硅纳米粒子聚苯胺包覆改性及其嵌/脱锂电化学性能

利用直流电弧等离子体蒸发法合成硅纳米粒子(SiNPs),粒径为20~30 nm。采用对氨基苯甲酸(ABA)处理SiNPs,并在ABA-SiNPs表面进行苯胺(ANi)原位化学氧化聚合,形成核/壳型聚苯胺包覆硅纳米复合粒子(PANi-SiNPs)。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析结果表明,ABA与SiNPs之间形成了化学键,粒子表面引入了ANi基团,复合粒子中PANi质量含量约为62%。电化学性能测试表明,PANi包覆层的存在大幅度提高了SiNPs的循环稳定性能,在100 mA·g~(-1)的电流密度下循环100次后,电池容量保持率为92.5%,远高于未改性的SiNPs的性能。聚苯胺包覆改性SiNPs,改善其导电性能的同时,可以极大地缓冲充/放电过程中的体积变化,提高电极的循环稳定性能。     

O′-β′ Sialon在Y-Si-Al-O-N系统中的相关系

本文提出了Si₂N₂O-AlN-Y₂O_3系统的亚固相图,并修正了O’-β’Sialon在Y-Si-Al-O-N系统中的相关系。在Si-Al-O-N系统中,Si₃N₄和O’_ss(x=0.3)之间应有结线,它把O’-β’二相区分割成为两个相容性三角区:Si₃N₄-Si₂N₂O-O’_ss(x=0.3)和Si₃N₄-β’_ss(z=0.8)-O’_ss(x=0.3)。 Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-H相,在1550℃时形成为一相容性四面体区。如果加热到1700℃,而后于1200—1300℃退火热处理,则H相消失,相容性区变成为Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-Y₂Si₂O₇。 Si₃N₄-Si₂N₂O-O’_ss(x=0.3)-Y-2Si₂O₇(或H),Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-Y₂Si₂O₇(或H)和Si₃N₄-β_ss(z=0.8)-O’_ss(x=0.3)-YAG,这三个相容性区的确定,对开发制造O’-β’Sialon二相陶瓷有实用意义。     

硅纳米粒子聚苯胺包覆改性及其嵌/脱锂电化学性能

利用直流电弧等离子体蒸发法合成硅纳米粒子（Si NPs）,粒径为20~30 nm。采用对氨基苯甲酸（ABA）处理Si NPs,并在ABA-Si NPs表面进行苯胺（ANi）原位化学氧化聚合,形成核/壳型聚苯胺包覆硅纳米复合粒子（PANi-Si NPs）。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析结果表明,ABA与Si NPs之间形成了化学键,粒子表面引入了ANi基团,复合粒子中PANi质量含量约为62%。电化学性能测试表明,PANi包覆层的存在大幅度提高了Si NPs的循环稳定性能,在100 mA·g^-1的电流密度下循环100次后,电池容量保持率为92.5%,远高于未改性的Si NPs的性能。聚苯胺包覆改性Si NPs,改善其导电性能的同时,可以极大地缓冲充/放电过程中的体积变化,提高电极的循环稳定性能。     

Si3N4-Y2O3-La2O3系统的相关系

本文提出了Si₃N-Y₂O₃-La₂O₃三元系统的亚固(固相线下)相图。在此系统中,形成四个含固溶体的两相区和八个三相区。在富Si₃N₄区,发现存在一个新相:0.4Y₂O₃·0.6La₂O₃·3Si₃N₄,它于1550℃开始生成,随着温度升高,生成量增大,然而极难获得其纯单相。钇黄长石Y₂O₃·Si₃N₄可被La₂O₃取代形成有限固溶体,其固溶限为55mol％La_2O₃,即0.45Y₂O₃·0.55La₂O₃·Si₃N₄。在Y-La-Si-O-N系统中,实验测得,具有同结构的三类含氮稀土硅酸盐,都分别形成连续取代固溶体。它们是:J相连续固溶体——2(Y,La)₂O₃·Si₂N₂O,K相连续固溶体——(Y,La)₂O₃·Si₂N₂O和H相连续固溶体——(Y,La)₁₀(SiO_4)₆N₂。     

Y2O3-Al2O3-Si2N2O系统相关系

本文研究了Y₂O₃-Al₂O₃-Si₂N₂O系统的亚固相关系和1550℃的等温面相关系。研究结果表明,Si₂N₂O可与小于15mol％的Al₂O₃形成O′-Sialon(O′_s.s.)。2Y₂O₃·Si₂N₂O可与2Y₂O₃·Al₂O₃形成连续固溶体(J_s.s.).在Y₂O₃-Al₂O₃-Si₂N₂O系统的Si₂N₂O一端,Si₂N₂O与Y₂O₃会反应生成Si₃N₄和Y₁₀[SiO₄]₆N₂(H相)。因此在该系统中有四个四元相区:H-Si₂N₂O-O′_s.s.-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-O′_s.s.-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-Y₂O₃·Si₂N₂O-Si₃N₄,H-3Y₂O₃·5Al₂O₃-Y₂O₃·Si₂N₂O-J_s.s..在1550℃等温面相图中,在近Al₂O₃-Si₂N₂O系统一边有一个很大的液相区。其低共熔组成为:Y₂O₃:2Si₂N₂O:2Al₂O₃,T=1450℃。