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锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展

表面技术 2022年第8期51卷 135-145页

作者：卢健隋欣梦郝胜智王慧慧桂林电子科技大学广西桂林541004 大连理工大学辽宁大连116024 大连东软信息学院辽宁大连116023

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料,日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。概述了锂离子电池的工作原理和石墨嵌锂机制,针对石墨负极材料理论比容量(372 mA·h/g)较低和电解液兼容性较差等问题,总... 详细信息

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料,日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。概述了锂离子电池的工作原理和石墨嵌锂机制,针对石墨负极材料理论比容量(372 mA·h/g)较低和电解液兼容性较差等问题,总结了近年来石墨负极材料的改性手段,主要分为表面改性和结构调控等2类,其中表面改性技术包括氧化和卤化处理,特点是通过调控界面化学性质,可增强石墨结构的稳定性,促进稳定SEI膜的形成,但对于石墨储锂容量的提升非常有限;结构调控包括剥层法和缺陷构筑法,特点是通过扩大石墨层间距、降低石墨维度及在石墨结构上构筑缺陷,从而增加锂离子的活性位点,提供更多锂离子扩散通道,缓解循环过程中的体积变化,改善石墨与电解液的相容性,显著提升石墨的储锂性能。最后对石墨负极材料的未来发展趋势进行了展望。

关键词：锂离子电池负极材料石墨表面改性结构调控

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锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展

表面技术 2022年

作者：卢健隋欣梦郝胜智王慧慧桂林电子科技大学大连理工大学大连东软信息学院

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料，日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。本文概述了锂离子电池工作原理和石墨嵌锂机制，针对石墨负极材料理论比容量(372 mAh g;)较低和电解液兼容性差等问题，...

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料，日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。本文概述了锂离子电池工作原理和石墨嵌锂机制，针对石墨负极材料理论比容量(372 mAh g;)较低和电解液兼容性差等问题，总结了近年来石墨负极材料的改性手段，主要分为表面改性和结构调控两类，其中表面改性技术包括氧化和卤化处理，特点是通过调控界面化学性质，可增强石墨结构的稳定性，促进稳定SEI膜的形成，但对于石墨储锂容量的提升非常有限，而结构调控包括剥层法和缺陷构筑，特点是通过扩大石墨层间距、降低石墨维度以及在石墨结构上构筑缺陷，增加锂离子活性位点，提供更多锂离子扩散通道，缓解循环过程中的体积变化、改善石墨与电解液的相容性，显著提升石墨的储锂性能。最后对石墨负极材料的未来发展趋势进行了展望。

关键词：

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朗缪尔三探针方法脉冲火花放电等离子体诊断

真空科学与技术学报 2022年第6期42卷 411-416页

作者：姜梦琦杨勃行郝胜智卢健李伟陈军大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 三束材料改性教育部重点实验室大连116024 大连理工大学鞍山研究院鞍山114051

根据强流脉冲电子束源结构及性能优化需求,准确测量脉冲等离子体的分布规律十分重要。基于脉冲火花放电等离子体产生机制和朗缪尔三探针工作原理,设计探针结构和诊断电路参数,满足空间分辨率7.5 mm^(3)。通过数字示波器采集存储原始测... 详细信息

根据强流脉冲电子束源结构及性能优化需求,准确测量脉冲等离子体的分布规律十分重要。基于脉冲火花放电等离子体产生机制和朗缪尔三探针工作原理,设计探针结构和诊断电路参数,满足空间分辨率7.5 mm^(3)。通过数字示波器采集存储原始测量信号,利用Matlab软件编写数据处理程序,可计算得到电子温度和电子密度,其时间分辨率为0.04μs。将探针置于束源出口位置进行测量,对应真空度7.0×10^(-3)Pa和放电电压8000 V条件下,等离子体峰值电子温度为3.8 eV,电子密度为4.0×10^(18)m^(-3)。在不同放电条件下测量,发现等离子体的电子温度随工作气压增大而减小,电子密度与之相反,提高放电电压时,电子温度和电子密度均出现增大,符合理论分析和实验规律。因此,本文所研制的诊断系统满足脉冲放电等离子体测量要求。

关键词：强流脉冲电子束源脉冲放电等离子体朗缪尔三探针电子温度电子密度

强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能

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表面技术 2023年第4期52卷 147-154页

作者：陈军王帅夫李伟司立坤马海涛郝胜智大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学机械工程学院辽宁鞍山114051 大连理工大学鞍山研究院辽宁大连116024 鞍钢集团国际经济贸易有限公司辽宁鞍山114002

目的改善M2高速钢表面组织,提高其耐磨性和红硬性。方法利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理,工作参数包括加速电压25 kV,脉冲宽度2.5μs,能量密度4 J/cm^(2),脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9... 详细信息

目的改善M2高速钢表面组织,提高其耐磨性和红硬性。方法利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理,工作参数包括加速电压25 kV,脉冲宽度2.5μs,能量密度4 J/cm^(2),脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。在600℃下保温1 h后空冷,测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑,随脉冲次数增加,熔坑数量减少且尺寸增加,表面粗糙度下降,15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶,熔坑内部出现熔孔和微裂纹。重熔层组织细化致密,碳化物类型改变,碳化物颗粒尺寸减小,残余奥氏体数量增加。相对于未改性样品,15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%,磨损体积减小16.5%,红硬性提高19.2%。结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织,使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显提高。

关键词：强流脉冲电子束表面改性 M2高速钢显微组织耐磨性红硬性

HVOF喷涂成形纳米晶FeAl厚涂层的结构和热稳定性

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金属学报 2005年第6期41卷 561-567页

作者：嵇罡高泰瑞郝胜智廖汉林董闯 Laboratoire d'Etudes et de Recherches sur les Matériaux les Procédés et les Surfaces EA 3316Université de Technologie de Belfort-MontbéliardSite de Sevenans90010 Belfort CedexPrance Laboratoire de Métallurgie Physique et Génie des MatériauxUMR CNRS 8517Université des Sciences et Technologies de Lille et Ecole Nationale Supérieure de Chimie de LilleCité Scien-tifique59655 Villeneuve d'Ascq CedexPrance Laboratoire d'Etude des Textures et Application aux Matériaux UMR CNRS 7078 Université de MetzIle du Saulcy57045 Metz Cedex 01France 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室 Laboratoire d'Etudes et de Recherches sur les Matériaux les Procédés et les Surfaces EA 3316Université de Technologie de Belfort-MontbéliardSite de Sevenans90010 Belfort CedexFrance

采用超音速火焰喷涂(HVOF)成形工艺喷涂球磨粉末,成功制备了纳米晶FeAl厚涂层(5mm).分别利用SEM、图像分析、TEM以及Vickers硬度表征了该涂层的微观结构,并与用相同的喷涂参数和原料粉末制备的纳米晶薄涂层(300μm)进行了比较,研究了不... 详细信息

采用超音速火焰喷涂(HVOF)成形工艺喷涂球磨粉末,成功制备了纳米晶FeAl厚涂层(5mm).分别利用SEM、图像分析、TEM以及Vickers硬度表征了该涂层的微观结构,并与用相同的喷涂参数和原料粉末制备的纳米晶薄涂层(300μm)进行了比较,研究了不同的喷涂条件对涂层的结构及其硬度的影响.同时,探讨了厚涂层的热稳定性.结果表明,由于涂层中较好地保留了未融粒子中的纳米晶,从而在600℃仍能保持原有的高硬度.

关键词： FeAl合金,纳米晶厚涂层喷涂成形超音速火焰喷涂

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大口径脉冲潘宁放电装置设计及实验研究

真空科学与技术学报 2014年第4期34卷 377-380页

作者：郝胜智李向南三束材料改性教育部重点实验室大连116024 大连理工大学物理与光电工程学院大连116024

根据强流脉冲电子束源的工作需要，自行研制大口径脉冲潘宁放电装置提供阳极等离子体。采用亥姆霍兹线圈形成平行磁场，通过脉冲电容的充电电压控制磁场强度，最大峰强约0．2T。潘宁阳极电源电压可调约5000V，通过脉冲电容20心和限流电... 详细信息

根据强流脉冲电子束源的工作需要，自行研制大口径脉冲潘宁放电装置提供阳极等离子体。采用亥姆霍兹线圈形成平行磁场，通过脉冲电容的充电电压控制磁场强度，最大峰强约0．2T。潘宁阳极电源电压可调约5000V，通过脉冲电容20心和限流电阻40Ω供电。在真空度7．0×10^-3～6．0×10^-2Pa范围内进行放电测试，发现潘宁放电过程可划分为激活、大电流放电和熄灭阶段。大电流放电的形成受真空度、磁场强度和潘宁阳极电压的共同影响，并需经历一定的激活时间后才能产生，表现为随真空度的降低和磁场强度的增加，阳极阈值电压降低，激活时间相应减小，采用有磁场条件的帕邢定律对上述实验规律进行了合理解释。

关键词：强流脉冲电子束脉冲潘宁放电平行磁场放电条件激活时间

强流脉冲电子束辐照YG6X硬质合金表层组织与性能研究

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真空科学与技术学报 2014年第1期34卷 16-19页

作者：郝胜智徐洋张悦董闯三束材料改性教育部重点实验室大连116024 大连理工大学物理与光电工程学院大连116024 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000

对YG6X硬质合金进行强流脉冲电子束(HCPEB)表面辐照处理。利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射方法分析样品表层显微组织和相成分变化,测量HCPEB改性样品表面显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,经HCPEB处理的YG6X硬质合金表层发生重熔... 详细信息

对YG6X硬质合金进行强流脉冲电子束(HCPEB)表面辐照处理。利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射方法分析样品表层显微组织和相成分变化,测量HCPEB改性样品表面显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,经HCPEB处理的YG6X硬质合金表层发生重熔,WC颗粒尺寸细化并与Co粘结相互溶扩散,形成WC1-x、Co3W3C和Co3W9C4混合相组织,经20次脉冲处理样品的表面显微硬度增加到24.3 GPa,磨痕深度由改性前的2.96μm减少到0.4μm。

关键词：强流脉冲电子束硬质合金显微组织显微硬度磨损

强流脉冲电子束辐照AZ91镁合金表面组织及磨损性能研究

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真空科学与技术学报 2015年第3期35卷 358-361页

作者：李才郝胜智三束材料改性教育部重点实验室大连116024 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

利用强流脉冲电子束进行AZ91铸造镁合金表面辐照改性,处理参数包括加速电压27 k V,脉冲次数1到30次。使用金相显微镜、扫描和透射电子显微镜观察样品表层形貌和显微组织。研究表明,原始铸造组织的粗大树枝晶α-Mg和颗粒相β-Mg17Al12发... 详细信息

利用强流脉冲电子束进行AZ91铸造镁合金表面辐照改性,处理参数包括加速电压27 k V,脉冲次数1到30次。使用金相显微镜、扫描和透射电子显微镜观察样品表层形貌和显微组织。研究表明,原始铸造组织的粗大树枝晶α-Mg和颗粒相β-Mg17Al12发生熔解,表面成分均匀化,并形成细小的复合纳米网状结构。改性AZ91镁合金的表面显微硬度和耐磨损性能得到显著提高,8次脉冲处理样品的表面显微硬度由原始62.7 HK提高到119.4 HK,磨损速率由0.01126降至0.00173mm3/min。

关键词：强流脉冲电子束镁合金表面改性显微组织磨损

YG8硬质合金强流脉冲电子束表面改性层的组织和性能

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金属热处理 2017年第11期42卷 56-60页

作者：徐洋刘聪张波杨帅郝胜智辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000 大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

对YG8硬质合金试样进行强流脉冲电子束(HCPEB)表面辐照处理。利用扫描电镜和X射线衍射方法分析样品表层显微组织结构变化,测量基体及改性样品的表面显微硬度和耐磨性能。结果表明,随着脉冲次数增加,试样表面熔化程度增加,WC晶粒细化,形... 详细信息

对YG8硬质合金试样进行强流脉冲电子束(HCPEB)表面辐照处理。利用扫描电镜和X射线衍射方法分析样品表层显微组织结构变化,测量基体及改性样品的表面显微硬度和耐磨性能。结果表明,随着脉冲次数增加,试样表面熔化程度增加,WC晶粒细化,形成了2μm的重熔层。表面改性层形成WC_(1-x)、Co_3W_9C_4相。经25次脉冲处理样品的表面显微硬度增加到2105 HK。磨痕深度较基体降低约86%,磨损率降至17.9 mm^3·min^(-1),约为基体试样的48%。

关键词： YG8硬质合金强流脉冲电子束显微组织硬度耐磨性能