热熔灌输法制备三维骨架支撑金属锂复合负极

金属锂因具有极高的理论比容量(3860 mAh/g)和最低的电化学势(相对于标准氢电极为-3.04 V),被认为是下一代高比能锂离子电池的首选负极材料。然而,金属锂负极在电池循环过程中发生的刺状枝晶生长和体积变化等问题严重阻碍了其产业化应用进程。近年来研究表明,通过在金属锂中引入具有三维(3D)结构的宿主骨架,不但能有效抑制锂枝晶的生长,而且可以缓解金属锂负极的体积变化,从而提高金属锂电池的循环性能与安全性。因此,设计3D骨架/金属锂复合负极被认为是一种能有效解决金属锂问题的新兴策略。本文综述了热熔灌输法制备3D骨架/金属锂复合负极的研究进展。首先讨论了当前基于3D骨架的预存金属锂技术,然后着重分析了热熔灌输策略中3D骨架锂润湿性的影响因素,以及不同3D骨架修饰特征和改性方法。最后对3D骨架/金属锂复合负极和热熔灌输策略现存问题进行了总结并提出未来的发展方向。     

裂解温度对CVD法制备多壁碳纳米管的影响

用SEM、TEM、HRTEM及拉曼光谱方法研究了催化裂解乙炔制备多壁碳纳米管过程中裂解温度的影响,结果表明,在650℃～700℃裂解乙炔,可获得产量高、直径分布均匀、石墨程度高的多壁碳纳米管,并对裂解温度影响机制进行了分析和探讨。     

珍珠与珍珠贝的透射电子显微镜研究

前人用化学、光学和x射线衍射等方法研究了珍珠、珍珠贝的成分和结构,本工作在此基础上,主要依靠透射电子显微术的选区电子衍射、电子衍衬象与形貌象、高分辨晶格象、微区x射线能谱分析等手段,并辅之以光学显微与光学衍射方法,研究了珍珠和珍珠贝的内部结构、珍珠中晶体的微观结构特点以及在微米尺度上晶粒间的相互关系。结果如下:     

安康矿无公度调制结构的研究

安康矿是近年在我国陕西安康发现的一种新矿物,其化学式为Ba_(0.827)(Ti_(5.827)V_(2.294)Cr_(0.053)_(8.174)O_(16)。X射线衍射测定其平均结构属四方晶系,a=10.118A,c=2.956A,空间群为I_4,并发现有沿c方向的一维无公度调制衍射。安康矿晶体结构属柱红石类型,与锰钡矿相类似,而锰钡矿中无公度调制结构的形成通常认为是由Ba原子填充在四方通道所引起的。图1a,b,c是沿安康矿[001]、[100]和[110]带轴的电子衍射图。由此可知安康矿沿c轴方向存在无公度调制结构,其调制波波矢(?)=(?)/2.27。     

Cu/Ta/SiO_2/Si多层结构的纳米压痕研究

利用磁控溅射方法在Si衬底上沉积钽层以及铜层,并利用纳米压痕技术对Cu/Ta/SiO_2/Si多层膜结构进行了硬度和弹性模量的表征,研究发现多层膜结构的硬度随着薄膜厚度的增加而降低,然而弹性模量与膜厚之间并没有这样的关系。利用聚焦离子束（FIB）工艺将纳米压痕区域剖开,并通过透射电子显微镜（TEM）表征发现在纳米压痕过后,钽以及二氧化硅界面有了明显的分层现象,这一点表明层与层之间较弱的键合在相对大的负荷下遭到了破坏。     

高分辨电子显微学的拓荒者——缅怀李方华先生

2020年的春节格外沉重。突如其来的新冠病毒疫情威胁,导致我们关停了实验室,停止了大部分的正常工作。就在这个除夕夜我们悲痛地失去了一位良师益友、杰出的晶体物理学家——李方华先生。李先生在电子衍射和电子显微图像处理领域深耕数十年,是中国单晶体电子衍射结构分析的开创者、建立和发展高分辨电子显微学的代表人物。     

热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度(650℃,700℃,750℃,800℃,850℃,900℃)制备了MgB2超导块材.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响.采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性.结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响,700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性,细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因.     

用于HREM分析的位错结构模型

本文推荐建立一种用于高分辨电子显微术（HREM）分析的位错结构模型，希望对该问题的解决有所帮助。     

金属锂负极失效机制及其先进表征技术

尽管传统的石墨负极在商业化锂离子电池中取得了成功,但其理论容量低(372 mAh·g^?1)、本身不含锂的先天缺陷限制了其在下一代高比能量锂电池体系中的应用,特别是在需要锂源的锂-硫和锂-空气电池体系中。金属锂因其极高的理论比容量(3860 mAh·g^?1)和低氧化还原电势(相对于标准氢电极为?3.040 V),被认为是下一代锂电池负极材料的最佳选择之一。但是,金属锂负极存在库伦效率低、循环性能差、安全性差等一系列瓶颈问题亟待解决,而循环过程中锂枝晶的生长、巨大的体积变化、以及电极界面不稳定等是导致这些问题的关键因素。本文综述了近年来关于金属锂负极瓶颈问题及其机理,包括金属锂电极表面固态电解质界面膜的形成,锂枝晶的生长行为,以及惰性死锂的形成。同时,本文还介绍了目前用于研究金属锂负极的先进表征技术,这些技术为研究人员深入认识金属锂负极的失效机制提供了重要信息。     

Nanoindentation study of a Cu/Ta/SiO_2/Si multilayer system

正Tantalum and copper layers were deposited on a thermally oxidized Si substrate in a magnetron sputtering process.Nanoindentation was adopted to investigate the hardness and elastic modulus of the Cu/Ta/SiO_2/Si multilayer system.The hardness shows an apparent dependence on the film thickness,and decreases with the increase of film thickness,whereas the elastic modulus does not.To reveal the structural change,a trench through the center of a residual indent was cut by a focused ion beam,and then examined using an ion-microscope.TEM analysis showed that delamination occurs at the interface between the Ta and the SiO_2 layer of the residual indent, suggesting that the destruction under a relatively large load is due to weak bonding.