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液态模锻纯铜的组织与性能研究

液态模锻纯铜的组织与性能研究

作者：周启波兰州理工大学

学位级别：硕士

液态模锻是一种优质、高效的工艺方法,在合理的工艺参数下,能保证做出内部组织致密、表面光洁度高、力学性能优良的试样。采用控制其它工艺参数不变而只让其中一个参数在一定范围内变化的方法制定了试验方案,并且对试验中工艺参数进行... 详细信息

液态模锻是一种优质、高效的工艺方法,在合理的工艺参数下,能保证做出内部组织致密、表面光洁度高、力学性能优良的试样。采用控制其它工艺参数不变而只让其中一个参数在一定范围内变化的方法制定了试验方案,并且对试验中工艺参数进行合理的优化选取,对试验中的操作规律和要求进行了研究。本实验选用T 1、T2（≥99.90%）电解铜为原料,采用液态模锻工艺制备纯铜试样。液态模锻工艺参数选择为:（1）模锻压力为10～25MPa,（2）浇注温度为1100℃～1200℃,（3）模具预热温度为200℃～300℃,（4）开始加压时间3～10s,（5）保压时间20～50s。试样加工后进行适当的热处理,热处理工艺选择为:（1）热处理温度250℃～350℃,（2）热处理时间为1.5h～2.5h。通过MeF3大型金相显微镜、JSM-1700F扫描电子显微镜对液态模锻纯铜试样进行组织及断口分析,结果表明:在合理的工艺参数下,纯铜试样组织致密,晶粒明显细化,拉伸断口有明显的韧窝,呈韧性断口的特征。对致密度的测量表明:液态模锻纯铜试样的致密度达到了9.35g/cm,较普通金属型铸造纯铜（8.9g/cm）提高了4%。通过WDW-100微机控制万能材料试验机对液态模锻纯铜试样进行常温拉伸试验,液态模锻纯铜试样的抗拉强度达到了287MPa,比金属型铸造纯铜（130～150MPa）提高了80%。硬度测试采用HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计,液态模锻纯铜试样的布氏硬度达到了89.7HBS,比金属型铸造纯铜（50～60HBS）提高了30%。电导率测试结果显示:液态模锻纯铜的电导率达到了101%IACS,完全符合国际退火铜标准（纯铜的电导率为100%IACS～103%IACS）。室温摩擦磨损性能测试表明:液态模锻纯铜的摩擦磨损性能明显优于金属型纯铜。通过对比不同液态模锻工艺参数下纯铜试样的宏观形貌、微观组织、力学性能及导电性能,我们得出液态模锻纯铜的最佳工艺参数为:（1）液态模锻压力20MPa,（2）浇注温度1150℃（3）模具预热温度250℃。通过对比不同热处理工艺（温度和时间）下液态模锻纯铜试样的微观组织及性能得出液态模锻纯铜最佳的热处理工艺为:（1）热处理温度为300℃,（2）热处理时间为2h。

关键词：液态模锻高电导率纯铜热处理力学性能摩擦磨损

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锂离子电池用低温电解质溶液研究

电池 2004年第1期34卷 10-12页

作者：肖利芬艾新平杨汉西曹余良武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072

电解液的溶剂组成是影响锂离子电池低温电性能的关键因素。为发展高电导率的低温电解液,研究了由环状的乙烯碳酸酯EC和几种脂肪烷基碳酸酯混合组成的二元及多元溶剂电解液体系的低温导电行为。结果显示:由乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、二... 详细信息

电解液的溶剂组成是影响锂离子电池低温电性能的关键因素。为发展高电导率的低温电解液,研究了由环状的乙烯碳酸酯EC和几种脂肪烷基碳酸酯混合组成的二元及多元溶剂电解液体系的低温导电行为。结果显示:由乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯和甲基乙基碳酸酯四元溶剂组成的电解质溶液在低于-30℃的低温下的离子电导率最高。组装成的锂离子电池在-40℃下,以0 1C率放电仍能放出常温容量的59%以上。

关键词：锂离子电池低温电解质溶液电解液高电导率低温导电行为介电常数

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生产用水中无机盐对造纸过程的影响

造纸科学与技术 2012年第6期31卷 40-42页

作者：陈志强李朝晖广州造纸股份有限公司广东广州511462

本文主要介绍了现代造纸企业在造纸过程中所面临咸潮(无机盐)的影响,结合广州造纸股份有限公司实际情况,生产用水中的无机盐对造纸的影响包括对造纸设备的腐蚀以及对阳离子高分子聚合物助剂效果的影响,通过双电层理论解释了在高电导率... 详细信息

本文主要介绍了现代造纸企业在造纸过程中所面临咸潮(无机盐)的影响,结合广州造纸股份有限公司实际情况,生产用水中的无机盐对造纸的影响包括对造纸设备的腐蚀以及对阳离子高分子聚合物助剂效果的影响,通过双电层理论解释了在高电导率的情况下,高分子聚合物的形态大受影响,从而影响使用效果。

关键词：造纸无机盐金属腐蚀高电导率阳离子高分子聚合物

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一种两性聚丙烯酰胺用作造纸干增强剂

纸和造纸 2010年第1期29卷 38-40页

作者：赵立会竹百均赵世英章轶群浙江传化华洋化工有限公司浙江杭州311231

介绍一种两性聚丙烯酰胺干增强剂在瓦楞废纸浆及漂白木浆中的应用情况,并在高电导率情况下对该助剂进行了应用研究。

关键词：增强剂两性聚丙烯酰胺二次纤维高电导率

低温高导纳米银导电油墨及其在柔印RFID天线中的应用

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低温高导纳米银导电油墨及其在柔印RFID天线中的应用

作者：王振国北京印刷学院

学位级别：硕士

为了让导电油墨在更广泛的基材上使用,进一步扩大印刷电子的应用,要求导电油墨在低温下具有较高的导电性。丝网印刷由于受墨层厚度和印刷速度的限制,使得射频识别(RFID)天线的成本进一步降低十分困难,柔版印刷的方式具有更快的印刷速度... 详细信息

为了让导电油墨在更广泛的基材上使用,进一步扩大印刷电子的应用,要求导电油墨在低温下具有较高的导电性。丝网印刷由于受墨层厚度和印刷速度的限制,使得射频识别(RFID)天线的成本进一步降低十分困难,柔版印刷的方式具有更快的印刷速度,且墨层厚度较薄,有望进一步降低成本。本论文围绕低温高导纳米银导电油墨及其在柔印RFID天线中的应用开展工作,主要包括低温高导纳米银导电油墨的制备及其性能的研究、不同的后处理条件对纳米银涂层的导电性和形貌的影响、纳米银导电油墨在柔印RFID天线中的应用三部分的内容。本文以AgNO为前驱体,水合肼为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,采用液相还原的方法制备银纳米颗粒导电油墨。通过改变AgNO的投入量分别制备了48±12 nm、76±33 nm、158±65 nm和176±85 nm四种不同粒径分布的纳米银颗粒(Ag NPs)。研究结果发现:随着投入AgNO量的增加,制备的Ag NPs的平均粒径也随之增大。通过改变PVP的投入量分别制备了181±87 nm、158±65 nm、110±41 nm和81±35 nm四种不同粒径分布的Ag NPs。研究结果发现:随着投入PVP量的增加,制备的Ag NPs的平均粒径随之减小。通过研究纯化、浓缩处理次数对PVP含量的影响,发现处理4次后纳米银颗粒表面的PVP的含量基本保持不变。本文系统深入研究了纳米银颗粒的粒径与PVP含量、纳米银涂层烧结形貌以及涂层导电性的关系。研究结果发现:随Ag NPs平均粒径的增大,PVP含量降低,纳米银涂层中颗粒发生熔融的温度随之降低。在60℃-140℃范围内,在同一温度下纳米银涂层的导电性随Ag NPs的平均粒径的增大(48-176 nm)先升高,S3(158 nm)取得最高,然后降低。我们并成功开发了一种低温导电性能优异的导电油墨,120℃10 min电阻率为5.1μ?·cm,为文献报道同种热处理方式中最低,这样可以极大地拓宽印刷电子的应用范围。通过研究PVP相对分子质量不同和导电性差异较大的四种纳米银导电油墨在60-240℃范围内涂层电阻率和形貌的变化规律及相互关系,发现在60-240℃范围内导电油墨的电阻率随温度变化都经历了四个阶段,大范围快速下降——平缓——小范围大幅下降——平缓。通过研究了热台和烘箱这两种不同的热处理方式对纳米银涂层形貌和导电性的影响,发现在60-150℃范围内用热台处理的纳米银涂层的电阻率要低于用烘箱处理,相应涂层颗粒的熔融度更高,尤其在低温(60-90℃)时热台的优势更加明显。通过分别研究印刷压力、印刷速度和油墨粘度对RFID天线性能的影响,研究结果表明:选用粘度为1100 cp的纳米银颗粒导电油墨、50的印刷间隙的压力和20 m/min的印刷速度印刷RFID天线的性能最优,此时RFID天线的回路电阻值为270?,线条宽度为864μm,墨层厚度为1.81μm,墨层平整性较好,在PET上的附着力很好为5B,弯曲、弯折、硬度和耐醇性等性能都符合应用的要求。

关键词：纳米银颗粒高电导率低烧结温度 RFID天线柔版印刷

结构可调复合型锂离子电池凝胶聚合物电解质的制备和性能研究

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结构可调复合型锂离子电池凝胶聚合物电解质的制备和性能研究

作者：张潞潞郑州大学

学位级别：硕士

本论文设计合成了一类含有丙烯酸酯、乙二氧基和磷酸酯结构片段的结构可调烯基磷酸酯类单体,这类单体具有丙烯酸酯良好的聚合能力、乙二氧基的可调柔性和磷酸酯的阻燃性能的优点,是合成锂离子电池凝胶聚合物电解质聚合物主体良好的单体... 详细信息

本论文设计合成了一类含有丙烯酸酯、乙二氧基和磷酸酯结构片段的结构可调烯基磷酸酯类单体,这类单体具有丙烯酸酯良好的聚合能力、乙二氧基的可调柔性和磷酸酯的阻燃性能的优点,是合成锂离子电池凝胶聚合物电解质聚合物主体良好的单体。利用1H NMR、13C NMR、31P NMR、HR-MS和FT-IR对烯基磷酸酯类单体的结构进行表征。利用溶液聚合反应,探究该烯基磷酸酯类单体的均聚反应和共聚反应,并利用1H NMR、31P NMR、GPC对聚合物的结构和分子量进行了表征,结果表明该类烯基磷酸酯类单体具有较好的自聚和共聚能力。通过TGA和DSC对聚合物的热稳定性进行表征,结果表明该类聚合物具有较好的热稳定性。在自由基引发剂存在的条件下,烯基磷酸酯类单体、共聚单体、交联剂和锂离子电解液通过优化的现场热聚合法合成了一系列交联共聚的凝胶聚合物电解质。研究了当共聚单体不同时,凝胶聚合物电解质电导率的变化,并结合其形状、机械性能等,挑选出性能最佳的凝胶聚合物电解质体系。研究了添加纳米SiO2粒子对凝胶电解质电导率和机械性能的影响,得出了添加SiO2纳米粒子的量为1.5 wt%(占单体和交联剂总质量)时制得的凝胶电解质具有优异的性能。利用扫描电镜对聚合物电解质的内部形态进行表征,得出其内部是疏松多孔的三维网状结构,这一结构为锂离子的传输提供了较好的通道,解释了其高电导率的特点。利用燃烧实验测试了电解液中添加不同量的烯基磷酸酯类单体的自熄时间和火焰传递速率,证明了此类单体具有较好的阻燃性能。将该单体作为阻燃剂添加到锂离子电解液中并组装了LiFe PO4电解液(添加单体)Li CR2016扣式电池,通过测试其充放电循环曲线,证明该类单体具有较好的电化学稳定性并且同正极材料LiFe PO4有较好的兼容性。组装了LiFe PO4凝胶电解质(GPE)Li CR2016扣式电池并测试了其充放电循环曲线,该电池具有良好的电化学性能,证明了该凝胶电解质可很好的应用于锂离子电池并提高锂离子电池的安全性能。

关键词：结构可调烯基磷酸酯复合凝胶聚合物电解质高电导率阻燃性锂离子电池

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富勒烯铵盐阴极界面修饰层材料的研究

富勒烯铵盐阴极界面修饰层材料的研究

作者：焦伟祥浙江大学

学位级别：硕士

近年来,聚合物太阳能电池(PSCs)因制造流程简单、可折叠、重量轻等优点,吸引了越来越多的关注。为了提高器件的能量转化效率(PCE),学者们的研究重点主要集中在四个方面：(1)进一步探明光电转化机理;(2)开发新型可溶液加工,能级匹配的给... 详细信息

近年来,聚合物太阳能电池(PSCs)因制造流程简单、可折叠、重量轻等优点,吸引了越来越多的关注。为了提高器件的能量转化效率(PCE),学者们的研究重点主要集中在四个方面：(1)进一步探明光电转化机理;(2)开发新型可溶液加工,能级匹配的给体和受体材料;(3)开发新的制造工艺使活性层微观结构达到本体异质结的理想状态;(4)开发新型器件结构(如反向结构、叠层结构等)和新型界面修饰层材料。其中,开发新型阴极界面修饰层材料是聚合物太阳能电池研究的热点之一。本论文在先前研究工作的基础上合成了三种富勒烯铵盐,并对其进行性能表征、器件研究和材料化学方面的研究,主要内容如下：1.制备了三种富勒烯铵盐：碘化-[6,6]-苯基-碳61-丁酸-3-(三甲基铵基)-1-丙酯(PCBANI)、二碘化-[6,6]-苯基-碳61-丁酸-2-(二甲基(2-(三甲基铵基)乙基)铵基)乙酯(PCBDANI)和溴化-[6,6]-苯基-碳61-丁酸-2-(甲基(2-(二甲基乙基铵基)乙基)胺基)乙酯(PCBDANBr)。这三种材料可溶于醇,难溶于非极性溶剂,在空气中稳定且电导率高(分别高达1.50×10-2、1.98×10-2和1.05×10-2S cm-1)。电子自旋共振(ESR)实验证实了这三种富勒烯铵盐具有自由基信号,这说明富勒烯铵盐发生了n-型自掺杂。另外,这三种材料都可以有效降低ITO的功函数。我们结合测量薄膜厚度和紫外-可见吸收光谱,验证了此类富勒烯铵盐具备较好的耐受二氯苯的能力,其中PCBDANI最优。高电导率使得这三种材料也具备厚度不敏感性,当作为阴极界面修饰层的PCBDANI膜厚度达82nm.时,反向器件(结构为：ITO/PCBDANI/P3HT:PCBM/MoO3/Ag)的PCE仍能达到3.43%(最大值为3.83%)。2.为了探究n-型自掺杂的机理,我们使用电化学方法对富勒烯铵盐薄膜和溶液进行电解,并用AgNO3水溶液检测出电解液中存在卤素离子。此外,在电解富勒烯铵盐的DMSO溶液的同时测量溶液的紫外-可见-近红外吸收光谱,我们发现在1026nm处出现富勒烯阴离子自由基的吸收峰,该吸收峰随着电解时间的延长而增强。ESR实验证实富勒烯铵盐固体和溶液都具有ESR信号,这说明此类材料发生了分子内的n-型自掺杂。据此,我们提出该类材料的n-型自掺杂机理,并阐明分子内卤素阴离子与富勒烯核共享其负电荷,使得卤素的存在形式介于传统的阴离子和中性自由基之间。在此基础上,我们进一步提出导电模型解释含卤素的富勒烯铵盐具有高电导率的原因。其中,卤素原子起到连接富勒烯核的桥梁的作用,降低了电子在分子间跃迁的能量势垒。这三种n-型自掺杂的富勒烯铵盐具有电导率高,溶剂正交性好,对厚度不敏感的优点,适用于反向聚合物太阳能电池(I-PSCs)的阴极界面修饰层。另外,本文采用电化学方法及其它方法对n-型自掺杂机理进行了初步探究,并在此基础上提出导电模型解释富勒烯铵盐电导率高的原因。对n-型自掺杂的初步探究为进一步研究n-型掺杂机理和开发新型高电导率的传输材料奠定了坚实的基础。

关键词：富勒烯铵盐阴极界面修饰层反向聚合物太阳能电池 n-型自掺杂高电导率导电模型

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NiS和NiS2纳米片的CVD合成及表征

NiS和NiS2纳米片的CVD合成及表征

作者：戴晨湖南大学

学位级别：硕士

近年来,二维过渡金属二硫族化合物(2D-TMDCs)纳米片,因为具有对应的体材料中不存在的独特的电学、光学、热性能和机械性能,得到了广泛的关注。2D-TMDCs的一个非常重要的研究领域是二维原子薄层纳米片的可靠合成。到目前为止,主要有两种... 详细信息

近年来,二维过渡金属二硫族化合物(2D-TMDCs)纳米片,因为具有对应的体材料中不存在的独特的电学、光学、热性能和机械性能,得到了广泛的关注。2D-TMDCs的一个非常重要的研究领域是二维原子薄层纳米片的可靠合成。到目前为止,主要有两种方式来获得2D-TMDCs,一种是自下而上的化学气相沉积法(CVD),另一种是自上而下的剥离法,包括机械剥离和液相剥离等。机械剥离的方式可以获得高质量的微米级别的单层2D-TMDCs。通过该方法得到的单层材料不仅质量高,同时它表面干净,适用于基础研究以及功能性器件的制造。但机械剥离并不适合大规模的生产,因为它并不具有层数可控性。而这一缺陷,恰好可以被CVD所弥补。该方法在制备尺寸和厚度可控、电子性能优良的高质量2D-TMDCs方面表现出了巨大的潜力。近年来,科学家们利用CVD方法,在二维材料的制备上取得了很大的突破,但仍然存在很多亟待解决的问题。例如,构成该类硫族化合物的金属元素具有非常复杂的价态,因而能够与硫,硒,碲之间形成具有不同化学计量比的化合物,导致要得到组成单一的纯相物质,具有一定的难度。这对于探索其纯物质的性能来说是不利的。故而如何可控的得到具有单一化学计量比的纯相物质,对于拓宽二维材料的类别,研究其二维形态下的性质,具有很大的意义。针对该问题,本文主要开展了以下工作:(1)利用化学气相沉积法进行了Ni S和Ni S纳米片的选择性生长。本文采用氯化镍粉末,硫粉作为反应源,通过控制温度,硫粉的用量,制备得到了Ni S和Ni S纳米片。并分别讨论了改变生长条件对Ni S和Ni S纳米片的形貌,尺寸,厚度的影响。利用热力学计算对反应的吉布斯自由能进行了讨论,来解释我们的实验结果。通过一系列基本的材料表征手段,证明我们得到了两种具有高结晶质量的不同化学计量比的硫镍化合物,即六方晶系Ni S和立方晶系Ni S纳米片,通过优化实验条件,这两种非层状材料的厚度可以被调节降低至2.0 nm以及7.0 nm。(2)Ni S纳米片和Ni S纳米片电学特性的讨论。利用电子束曝光以及热蒸发将Ni S和Ni S纳米片制备成了类场效应晶体管的电子器件。I-V输出转移曲线,呈线性对称,说明电极与两种纳米片之间形成了良好的欧姆接触。而其对于背栅电压(±60 V)的变化不敏感,同时证明了得到的两种纳米片是金属性的。经过计算,可以得到厚度为10 nm的Ni S和Ni S纳米片的电导率为4.6×10S m和6.3×10S m。证明我们得到的Ni S和Ni S纳米片具有很高的电导率。

关键词：二维非层状材料化学气相沉积法选择性生长硫镍化合物高电导率

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n-型自掺杂富勒烯铵盐及其自组装的研究

n-型自掺杂富勒烯铵盐及其自组装的研究

作者：孙璇浙江大学

学位级别：硕士

有机太阳能电池(OSCs)和钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)因具有可溶液加工、结构简单且可印刷制作大面积柔性器件等优点,成为近年来最具发展前景的两类光伏技术。富勒烯及其衍生物是一类典型的n-型半导体材料,且具有优异的电子传输性能,作... 详细信息

有机太阳能电池(OSCs)和钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)因具有可溶液加工、结构简单且可印刷制作大面积柔性器件等优点,成为近年来最具发展前景的两类光伏技术。富勒烯及其衍生物是一类典型的n-型半导体材料,且具有优异的电子传输性能,作为太阳能电池阴极界面修饰层材料发挥了重要作用。该类材料不仅可以有效提高器件的能量转换效率(PCE),还能够改善其整体稳定性,因此受到诸多关注。本论文在先前研究工作的基础上,对不同阴离子的富勒烯铵盐的n-型自掺杂及其自组装特性进行了系统性研究,并发现和表征了一种独特的二维网络状超分子结构。主要内容如下：1.在n-型自掺杂富勒烯铵碘盐(PCBANI)构效关系研究的基础上,对另外两种不同卤素离子的富勒烯铵盐(PCBANBr和PCBANC1)的自掺杂特性及结构进行了表征,并进一步探究了该类富勒烯衍生物掺杂效应和导电性能的影响因素。2. PCBANI能够形成一种层状有序堆积的自组装结构,通过XRD、HRTEM、 SEM、XPS及模拟计算等手段对该结构进行了表征和验证,阐释了碘离子-C60(anion-π)作用、静电作用和C60核的π-π作用三者平衡驱动PCBANI自组装的机制。碘离子在其自组装过程中发挥了重要作用：它通过与富勒烯核形成anion-π作用将碘离子周围C60的π共轭体系相互连接,从而形成了一种二维网络结构。显然,具有分子间紧密有序堆积结构的自组装体能够有效提高材料的电子传输性能,因此我们通过单载子电子器件(Electron-Only Device)和有机场效应晶体管(OFET)对PCBANI的有序薄膜和无序薄膜进行了测试,进一步证明了自组装结构在改善富勒烯导电性能方面具有显著优势。3.对另外几种富勒烯铵盐(PCBDANI、PCBANBr、PCBANBr-P、PCBANCl)的自组装行为进行了研究,为调控自组装结构和开发该类富勒烯衍生物的应用奠定了基础。本论文工作对控制电子传输材料有序堆积和抑制缺陷形成的自组装研究提供了一种有效策略。在此基础上,n-型自掺杂富勒烯能够自组装为多种新型结构(如纳米线、纳米管、纳米粒子等),为进一步开发其在光伏器件、纳米电子等方面的新功能奠定了坚实基础。

关键词： n-型自掺杂富勒烯铵盐自组装 anion-π作用静电作用 π-π作用高电导率