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Journal of Advanced Ceramics 2024年第6期13卷 769-779页

作者： Shijie Chen Mengfan Bao yanggang jia Pengpeng Wang Dan Wei Yuhuan Guo Jie Tan Aiqin Mao Advanced Ceramics Research Center School of Materials Science and EngineeringAnhui University of TechnologyMa’anshan 243032China Key Laboratory of Green Fabrication and Surface Technology of Advanced Metal Materials(Anhui University of Technology) Ministry of EducationMa’anshan 243032China

The present work aims to create lattice distortion and optimize the surface oxygen vacancy(OV)concentration in a model spinel(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4)high-entropy oxide(HEO)through a heteroatom La^(3+)doping *** demonstrated,La^(3+)with a large radius can be doped successfully into the spinel lattice of(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4),thereby not only causing lattice distortion to increase oxygen vacancies but also refining crystalline grains and improving the specific *** with the(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4)anode,the(La_(0.01)CoCrFeMnNi)_(3/5.01)O_(4) anode with moderate doping exhibits excellent cycling performance(1228 mAh·g^(−1)after 400 cycles at 0.2 A·g^(−1))and yields an increase of 75%rate capability at 3 A·g^(−1)(420 mAh·g^(−1)at 3 A·g^(−1)).The desirable kinetic transport of electrons and diffusion of Li+within the moderately La^(3+)-doped anode and the synergistic interfacial pseudocapacitive behavior satisfy the redox reaction at a high rate,thus increasing rate capability.

关键词： lithium-ion battery(LIB) anode lattice distortion high-entropy oxide(HEO) high-rate performance La^(3+)doping oxygen vacancy(OV)

Synergetic effect of lattice distortion and oxygen vacancies on high-rate lithium-ion storage in high-entropy perovskite oxides

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Journal of Advanced Ceramics 2023年第6期12卷 1214-1227页

作者： yanggang jia Shijie Chen Xia Shao Jie Chen Dao-Lai Fang Saisai Li Aiqin Mao Canhua Li aSchool of Materials Science and Engineering Anhui University of TechnologyMa'anshan 243032China Key Laboratory of Green Fabrication and Surface Technology of Advanced Metal Materials Ministry of EducationAnhui University of TechnologyMa'anshan 243002China School of Metallurgical Engineering Anhui University of TechnologyMa'anshan 243032China

High-entropy oxides(HEOs)have gained great attention as an emerging kind of highperformance anode materials for lithium-ion batteries(LIBs)due to the entropy stabilization and multi-principal synergistic ***,the porous perovskite-type RE(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)(RE(=La,Sm,and Gd)is the abbreviation of rare earth)HEOs were successfully synthesized by a solution combustion synthesis(SCS)*** to the synergistic effect of lattice distortion and oxygen vacancies(Ov),the Gd(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3) electrode exhibits superior high-rate lithium-ion storage performance and excellent cycling stability.A reversible capacity of 403 mAh·g^(-1) at a current rate of 0.2 A·g^(-1) after 500 cycles and a superior high-rate capacity of 394 mAh·g^(-1)even at 1.0 A·g^(-1)after 500 cycles are ***,the Gd(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3) electrode also exhibits a pronounced pseudo-capacitive behavior,contributing to an additional *** adjusting and balancing the lattice distortion and oxygen vacancies of the electrode materials,the lithium-ion storage performance can be further regulated.

关键词： high-entropy anode perovskite oxides lattice distortion oxygen vacancies(Ov) pseudocapacitance high-rate performance

赝电容控制型钙钛矿高熵氧化物La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)负极材料的制备及储锂性能

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高等学校化学学报 2022年第8期43卷 163-173页

作者：贾洋刚邵霞程婕王朋朋冒爱琴安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243032

采用金属硝酸盐为金属源,NaOH和Na_(2)CO_(3)为沉淀剂,利用共沉淀法制备了La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物负极材料,研究了粉体的微观结构和电化学性能,并与传统的LaCoO_(3)的电化学性能进行了比较.通过... 详细信息

采用金属硝酸盐为金属源,NaOH和Na_(2)CO_(3)为沉淀剂,利用共沉淀法制备了La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物负极材料,研究了粉体的微观结构和电化学性能,并与传统的LaCoO_(3)的电化学性能进行了比较.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和N_(2)吸附-脱附测试对其进行了表征,结果表明,所制备的La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物为钙钛矿结构,形貌为球状,且各组成元素分布均匀,比表面积(19.83m^(2)/g)较高.储锂性能研究表明,La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物负极材料具有较高比容量、优异的倍率性能和循环稳定性,在200 mA/g的电流密度下,其首次放电比容量为855.8 mA·h/g,循环150次后,比容量增加到771.8 m A·h/g,远高于理论比容量(331.6 mA·h/g);在3000 m A/g的高电流密度下循环500次后,其仍能保持320 mA·h/g的可逆比容量,接近其理论比容量,容量保持率高达95.1%.La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物储锂性能的大幅度提高,主要归因于熵稳定的晶体结构和多主元协同效应,使其具有较大的锂离子扩散系数(11.2×10~(-18)cm^(2)/s)和较高的赝电容贡献.

关键词：锂离子电池高熵氧化物钙钛矿结构负极材料赝电容

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柔性压电器件及其可穿戴应用

无机材料学报 2023年第7期38卷 717-730页

作者：冒爱琴陆文宇贾洋刚王冉冉孙静安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学杭州高等研究院化学与材料科学学院杭州310024

可穿戴设备是能穿在身上,实时获取人体或环境信息并进行传递和处理的功能设备,在医疗健康、人工智能、运动娱乐等领域具有广阔的应用前景。随着可穿戴设备的发展,各类柔性传感器应运而生。基于压电效应的柔性力学传感器因具有感应频率... 详细信息

可穿戴设备是能穿在身上,实时获取人体或环境信息并进行传递和处理的功能设备,在医疗健康、人工智能、运动娱乐等领域具有广阔的应用前景。随着可穿戴设备的发展,各类柔性传感器应运而生。基于压电效应的柔性力学传感器因具有感应频率宽、响应快、线性好、自供电等优势而备受关注。然而传统的压电材料多为脆性陶瓷和晶体材料,限制了其在柔性方面的应用。随着研究的深入,越来越多的柔性压电材料和压电复合材料不断涌现,给柔性可穿戴力学器件注入了新的发展活力。本文主要概括了柔性可穿戴压电器件的前沿进展,包括压电原理、柔性压电材料的制备与性能提升方法。此外,还详细总结了柔性可穿戴压电设备的主要应用方向,包括医疗健康和人机交互,以及遇到的挑战与机遇。

关键词：力学传感器可穿戴器件压电效应制备方法柔性综述

钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物的制备及电化学性能

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过程工程学报 2023年第5期23卷 771-780页

作者：邵霞贾洋刚程婕方道来冒爱琴檀杰安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243000

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元... 详细信息

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元钙钛矿型LaCoO_(3)进行了比较。结果表明,随着反应温度由750℃升高到950℃,反应时间由30 min增加到4 h,钙钛矿结构中的杂相逐渐消失,结晶度逐渐增加。所制备的粉体为球形,且各组成元素分布均匀。研究其电化学性能表明,La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)由于具有熵稳定的晶体结构和多主元协同效应,展示了更高的比容量、更优异的倍率性能和循环稳定性。La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)在200 mA/g电流密度下循环100圈的可逆比容量接近理论比容量,高达331 mAh/g,而LaCoO_(3)仅有185 mAh/g;且在1000 mA/g电流密度下La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)和LaCoO_(3)容量保持率分别为72.5%和61.6%。该研究结果为高性能电极材料以及电极材料的低钴化或无钴化方向提供新的设计理念和借鉴作用。

关键词：高熵氧化物钙钛矿结构固相反应法锂离子电池负极材料电化学性能

K^(+)掺杂尖晶石型(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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化工学报 2022年第12期73卷 5625-5637页

作者：王朋朋贾洋刚邵霞程婕冒爱琴檀杰方道来安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243032

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单... 详细信息

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K+掺杂的(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)电极在200 mA·g^(-1)电流密度下,首次放电比容量为1295 mA·h·g^(-1)(首次库仑效率78%);随着循环的进行,可逆比容量先降低后增加,循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g^(-1);即使在1000 mA·g^(-1)大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g^(-1)的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g^(-1))。低价非活性K^(+)的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低,但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性;丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构,增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料非活性K^(+)掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

高性能无钴化钙钛矿型高熵氧化物负极材料的制备及储锂性能研究

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化学学报 2023年第5期81卷 486-495页

作者：贾洋刚陈诗洁邵霞程婕林娜方道来冒爱琴李灿华安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(... 详细信息

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)(M=Cu,Mg,Zn)锂离子电池负极材料,研究了粉体的微观结构和电化学性能.结果表明:所制备的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)均为单相钙钛矿结构,形貌为多孔网状且各组成元素分布均匀,其中引入非活性元素Mg或活性元素Cu的高熵氧化物电化学性能相近;无钴化La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)Zn_(0.2))O_(3)电极具有最高的比容量(200m A·g^(-1)电流密度下循环250圈后可逆比容量为1014m Ah·g^(-1))、优异的循环稳定性(1000m A·g^(-1)电流密度下循环1000圈后可逆比容量为450 mAh·g^(-1)且几乎没有容量衰减)以及卓越的倍率性能(100 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为396 mAh·g^(-1), 3000 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为198 mAh·g^(-1),容量保持率为47.9%).电化学性能提升主要归因于活性元素Zn的加入可以在还原过程中形成Li-Zn合金使得电极比容量明显增加;同时较高的比表面积、介孔结构以及丰富的表面氧空位使其具有较高的电导率(0.14 S·cm^(-1))、锂离子扩散系数(2.1×10^(-12)cm^(2)·s^(-1))和较大的赝电容贡献率,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能.因此,引入能够与锂发生合金化反应的元素(如Zn)可以极大地提高电化学性能,有利于为设计成本低廉、性能优异的无钴化高熵材料提供新的设计理念和思路.

关键词：锂离子电池负极材料高熵氧化物钙钛矿结构合金化赝电容

Al含量对粉末冶金CoCrFeMnNi高熵合金组织结构与性能的影响

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机械工程学报 2024年第20期60卷 134-143页

作者：冒爱琴陈诗洁贾洋刚邵霞权峰张晖张义伟金莹金霞安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243000 安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 浙江省钎焊材料与技术重点实验室杭州310030

CoCrFeMnNi高熵合金具有优异的延展性和断裂韧性,但是其较低的强度和硬度使其在结构材料领域的应用潜力受到很大限制。目前关于Al粉添加对粉末冶金CoCrFeMnNi组织结构和性能的报道较少。以CoCrFeMnNi高熵合金粉体和Al粉为原料,采用真空... 详细信息

CoCrFeMnNi高熵合金具有优异的延展性和断裂韧性,但是其较低的强度和硬度使其在结构材料领域的应用潜力受到很大限制。目前关于Al粉添加对粉末冶金CoCrFeMnNi组织结构和性能的报道较少。以CoCrFeMnNi高熵合金粉体和Al粉为原料,采用真空热压烧结法制备了不同Al含量的CoCrFeMnNi高熵合金,借助于X射线衍射、扫描电子显微镜/能量散射光谱、纳米压痕、显微硬度、室温压缩性能和极化曲线等测试方法,研究了Al含量对CoCrFeMnNi高熵合金组织结构和性能的影响。结果表明:随着Al含量从0增加到5wt.%,高熵合金致密度提高,在FCC基体中析出的网状富Cr的BCC相体积分数增大。当Al含量增加至5wt.%,高熵合金FCC相的纳米压痕硬度和弹性模量略有增加且BCC相明显高于FCC相,维氏硬度由248.4HV增加到508.3HV,室温压缩强度也大幅度提高,而析出强化效应是硬度和强度提高的主要原因;同时高熵合金具有最小腐蚀电流密度,耐腐蚀性明显提高。但是,过量Al含量使得Al元素产生偏析、BCC结构体积分数和微观组织结构不均匀性急剧增大,导致材料硬度、弹性模量以及耐腐蚀性能降低。

关键词： CoCrFeMnNi高熵合金粉末冶金 Al含量微观组织纳米/维氏硬度耐腐蚀性

锌试剂与微量汞反应的分光光度研究及环境学意义

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岩石矿物学杂志 2000年第4期19卷 363-368页

作者：庄稼迟燕华张仰刚董发勤西南工学院材料科学与工程系四川绵阳621002

本文研究了在 pH =6.70的缓冲溶液 (KH2 PO4 -NaOH)中锌试剂与汞生成的蓝色配合物。在最大吸收处吸光度与汞离子的含量成线性关系 ,配合物的吸收峰值为λmax=545nm ,比锌试剂本身吸收峰值 4 90nm位移 55nm ,配合物的表观摩尔吸光系数ε... 详细信息

本文研究了在 pH =6.70的缓冲溶液 (KH2 PO4 -NaOH)中锌试剂与汞生成的蓝色配合物。在最大吸收处吸光度与汞离子的含量成线性关系 ,配合物的吸收峰值为λmax=545nm ,比锌试剂本身吸收峰值 4 90nm位移 55nm ,配合物的表观摩尔吸光系数εε =2 .8× 10 5L·mol- 1·cm- 1。汞离子的标准工作曲线在 0 .1～ 2 5μg·mL- 1的范围内 ,符合朗伯 -比耳定律。最低检测浓度为 0 .0 1μg·mL- 1,同时 ,研究了测定该配合物的基本条件。实验表明 ,此反应灵敏度较高 ,稳定性和重现性好 ,操作方便 ,可用于环境中的生物体内微量汞的测定。

关键词：锌试剂分光光度法微量汞环境学共存离子

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水压传感器数据采集系统设计

电子器件 2018年第1期41卷 115-119页

作者：李慧郭涛邸丽霞赵阳刚杨晓洁贾晓寒中北大学电子测试技术重点实验室太原030051 北方自动控制技术研究所太原030006

针对外部环境对水下压力值数据采集精度的影响,提出一种基于FPGA的数据采集系统的方案。以CycloneⅢ系列的EP3C5E144C8芯片为主控单元,配合模数转换芯片AD7934,实现了对水下压力值的采集,保证了数据采样精度和数据处理的速度。计算机显... 详细信息

针对外部环境对水下压力值数据采集精度的影响,提出一种基于FPGA的数据采集系统的方案。以CycloneⅢ系列的EP3C5E144C8芯片为主控单元,配合模数转换芯片AD7934,实现了对水下压力值的采集,保证了数据采样精度和数据处理的速度。计算机显示界面程序采用NI公司的图形化编程软件LabVIEW编写,用户显示界面信息丰富而且美观。实验表明,本数据采集系统误差小于0.03 kPa,具有结构简单、数据读取方便、人机界面友好等特点,具有很大应用价值。

关键词：水压传感器数据采集模数转化串口通讯虚拟仪器