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Tunable oxygen defect density and location for enhancement of energy storage

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Journal of Energy Chemistry 2021年第8期30卷 736-747,I0015页

作者： Jun Chen Jiangao Li Ling Sun Zhong Lin Zhengguang Hu Hongtao Zhang Xiaoling Wu Dongbo Zhang guoan cheng Ruiting Zheng Key Laboratory of Radiation Beam Technology and Materials Modification of the Ministry of Education College of Nuclear Science and TechnologyBeijing Normal University100875 BeijingChina Department of Physics Nanchang UniversityNanchang 330031China Department of Materials Loughborough UniversityLE113TU LeicestershireUK Beijing Computational Science Research Center 100193 BeijingChina

Defect engineering is in the limelight for the fabrication of electrochemical energy storage ***,determining the influence of the defect density and location on the electrochemical behavior remains ***,self-organized TiO_(2)nanotube arrays(TNTAs)are synthesized by anodization,and their oxygen defect location and density are tuned by a controllable post-annealing *** annealed at 600℃ in N2 exhibit the highest capacity(289.2 m Ah g^(-1)at 0.8 C)for lithium-ion storage,while those annealed at 900℃ in N2 show a specific capacitance of 35.6 m F cm^(-2)and stability above96%after 10,000 cycles for *** situ electron paramagnetic resonance spectra show that the surface-exposed oxygen defects increase,but the bulk embedded oxygen defects decrease with increasing annealing *** functional theory simulations reveal that a higher density of bulk oxygen defects corresponds to higher localized electrons states,which upshift the Fermi level and facilitate the lithium intercalation kinetic ***,differential charge density calculation indicates that the increase of surface oxygen defects in the anatase(101)plane leads to higher density excess electrons,which act as negative charge centers to enhance the surface potential for ion *** oxygen-deficient location and density tunable strategy introduce new opportunities for high-energy and high-power-density energy storage systems.

关键词： Oxygen defects Excess electrons Supercapacitors Lithium-ion batteries DFT calculations

ION ENDUCED ADHESION BETWEEN METALS AND OXIDES

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Chinese Physics Letters 1988年第5期5卷 197-200页

作者： cheng guoan LI Hengde LIU Baixin Department of Engineering Physics Tsinghua UniversityBeijing Center of Theoretical Physics CCAST(Wor1d Lab.) Dept of PhysicsJiangxi UniversityNanchang

The enhancement of adhesion between deposited metal layers(Ti and Cu)and the oxide substrates at RT and 300°c respectively was studied by argon ion irradiation to various *** experimental results showed that the adhesive strength increased after a threshold dose irradiation and reached as aturation value at higher doses in all metal/oxide *** spectra showed that chemical reaction had taken place in Ti/oxide case,while in Cu/oxide case,both RBS and XPS analysis showed that no evidence of such reaction had been induced.

关键词： doses value analysis

Influence of Zn ion implantation on structures and field emission properties of multi-walled carbon nanotube arrays

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Science China(Technological Sciences) 2010年第3期53卷 776-781页

作者： CHEN KeFan,DENG JianHua,ZHAO Fei,cheng guoan &ZHENG RuiTing Key Laboratory of Beam Technology and Material Modification of Ministry of Education,College of Nuclear Science and Technology,Beijing Normal University,Beijing100875,China Key Laboratory of Beam Technology and Material Modification of Ministry of Education College of Nuclear Science and Technology Beijing Normal University Beijing China

The structures and field emission properties of multi-walled carbon nanotube arrays implanted with Zn+ by MEVVA ion implanter have been *** results revealed that Zn+implantation induced structural damage and that the top of carbon nanotubes with multi-layered graphite structure were transformed into carbon nanowires with amorphous ***,C:Zn solid solution was synthesized after Zn+ *** turn-on field and threshold field were 0.80 and 1.31 V/μm,respectively for original multi-walled carbon nanotube arrays and were reduced to 0.66 and 1.04 V/μm due to the synthesis of C and Zn composite,in which the work function was reduced after low doses of Zn+*** is indicated that low doses of Zn+implantation can improve field emission performance of multi-walled carbon nanotube ***,high doses of Zn+implantation can reduce field emission properties of multi-walled carbon nanotube arrays,because radiation damage reduces the electric field enhancement factor.

关键词： multi-walled carbon nanotubes ion implantation field electron emission

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机械研磨化学镀Ni-P镀层

稀有金属 2011年第2期35卷 189-195页

作者：平朝霞何业东程国安北京师范大学核科学与技术学院北京100875 北京科技大学北京市腐蚀、磨蚀和表面技术重点实验室北京100083

采用原位的机械研磨化学镀方法在碳钢上制备出Ni-P镀层。原位的机械研磨处理方法是在化学镀溶液中加入试样以及直径为2～3 mm的玻璃小球,在化学镀的过程中,将小球与试样用搅拌器完全搅起,小球与试样的接触就像撞击的过程。机械研磨化学... 详细信息

采用原位的机械研磨化学镀方法在碳钢上制备出Ni-P镀层。原位的机械研磨处理方法是在化学镀溶液中加入试样以及直径为2～3 mm的玻璃小球,在化学镀的过程中,将小球与试样用搅拌器完全搅起,小球与试样的接触就像撞击的过程。机械研磨化学镀后,镀层由非晶向晶态发生转变,镀层为Ni的多晶结构,镀层颗粒细化并且光滑平整。与传统化学镀非晶Ni-P镀层相比,镀层硬度、耐蚀性都相应提高。400℃进行退火1 h后,在传统化学镀Ni-P镀层中有孔洞和裂纹出现,而在机械研磨化学镀Ni-P镀层中没有出现孔洞和裂纹。在传统的Ni-P镀层中发现裂纹,说明在镀层表面形成了拉应力,表明在非晶晶化的过程中体积发生了收缩。由于机械研磨化学镀Ni-P镀层已经发生了晶化,其镀层密度高于传统镀层,在热处理过程中,机械研磨化学镀Ni-P镀层的体积变化比传统化学镀Ni-P镀层的体积变化要小,因此没有裂纹产生。热处理后,机械研磨化学镀Ni-P镀层中Ni和Ni3P的晶粒尺寸都比传统镀层中的小,因而,经过机械研磨处理,镀层的硬度、耐蚀性和耐磨性将得到很大提高。机械研磨化学镀Ni-P镀层性能的提高预示着这项新的技术将会在工业上得到广泛的应用。

关键词：机械研磨化学镀Ni-P镀层晶化耐蚀性硬度

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用分形几何表征工程表面的几个问题

润滑与密封 1998年第3期23卷 3-7页

作者：陈国安葛世荣中国矿业大学机械工程系江苏徐州221008

分形为研究工程表面开辟了一条新的有效途径,而在运用分形理论研究工程问题时诸如怎样选用合适的分维计算方法,如何客观地确定无标度区间以及如何对其进行严格的检验等问题是确保其研究结果准确反映工程实际的关键。为此,本文对这些问... 详细信息

分形为研究工程表面开辟了一条新的有效途径,而在运用分形理论研究工程问题时诸如怎样选用合适的分维计算方法,如何客观地确定无标度区间以及如何对其进行严格的检验等问题是确保其研究结果准确反映工程实际的关键。为此,本文对这些问题进行了研究和探讨。

关键词：分形维数工程表面无标度区检验表面形貌

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纳米阵列结构光吸收性能研究进展

材料导报 2012年第23期26卷 47-50页

作者：杨波程国安郑瑞廷北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京师范大学核科学与技术学院北京100875

分别介绍了近年来国内外对硅纳米线阵列、碳纳米管阵列和金属纳米阵列这几种典型的纳米阵列结构的研究,从理论和实验研究的角度综述了其光吸收性能的研究进展并提出了今后可能的研究方向。

关键词：纳米阵列结构硅纳米线碳纳米管金属纳米棒光吸收性能

TiAlN薄膜的磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积制备的研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2011年第3期47卷 249-253页

作者：梁昌林程国安郑瑞廷韩东艳北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京师范大学核科学与技术学院北京100875

采用磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术,在室温、钛合金和Si(100)单晶表面制备了TiAlN薄膜.利用SEM、XRD、EDS和XPS等对薄膜的微观组织结构及化学组分进行了观察测试分析,探讨了磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术的工艺参数对TiAlN... 详细信息

采用磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术,在室温、钛合金和Si(100)单晶表面制备了TiAlN薄膜.利用SEM、XRD、EDS和XPS等对薄膜的微观组织结构及化学组分进行了观察测试分析,探讨了磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术的工艺参数对TiAlN薄膜结构的影响.

关键词： TiAlN薄膜梯度过渡层钛合金组织结构

MEVVA源强流Ti离子注入纯铜表面层的结构与性能研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2005年第4期41卷 376-379页

作者：程国安梁昌林朱学涛郑瑞廷北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究。材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017cm-2注量注入可以使材... 详细信息

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究。材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017cm-2注量注入可以使材料表面硬度提高2.3倍,使表面摩擦因数下降14%.注入层的X射线结构分析表明:金属离子注入后,在纯铜表面注入层中析出了合金相,合金相的析出是材料的表面硬度和耐磨性提高的主要因素.

关键词： Ti离子注入铜显微结构机械性能

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碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

北京师范大学学报（自然科学版） 2005年第1期41卷 38-41页

作者：刘华平程国安彭宜斌郑瑞廷赵勇北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室材料科学与工程系北京市辐射中心北京100875

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs 催化剂在碳纳米管制备过... 详细信息

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs 催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6h后,其对应的Ni/CNTs 催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiO2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.

关键词：碳纳米管化学镀催化剂Ni/CNTs