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掺杂(Al3+,Ga3+)对石榴石型电解质Li7?xLa3Zr2?xTaxO12锂离子电导率的影响

第三届全国新能源与化工新材料学术会议暨全国能量转换与存...

作者：郭新华中科技大学材料学院固态离子学实验室

All-solid-state lithium batteries with solid electrolytes and metallic Li anodes can offer superior energy density and safety over conventional lithium-ion batteries.However,compared with organic liquid electrolytes,the low conductivity of solid electrolytes and the large electrolyte/electrode interfacial resistance impede their practical applications.Owing to the high conductivity,crystalline LiGaLaZrO garnets are promising

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材料科学 2017年第3期7卷 243-253页

作者：马丹祥华中科技大学材料与工程学院固态离子学实验室湖北武汉

为了提高Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(LLZTO)固体电解质电导率,本文研究了Al3+和Ga3+掺杂对材料性能的影响。结果表明,掺杂Al3+和Ga3+,显著提高了材料的致密度和电导率。Al-Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(Al-LLZTO)中的铝离子同时存在于晶粒和晶界中,晶... 详细信息

为了提高Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(LLZTO)固体电解质电导率,本文研究了Al3+和Ga3+掺杂对材料性能的影响。结果表明,掺杂Al3+和Ga3+,显著提高了材料的致密度和电导率。Al-Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(Al-LLZTO)中的铝离子同时存在于晶粒和晶界中,晶界中的铝含量是晶粒中的两倍,Al-Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12拥有最高的总电导率0.54 mS/cm,其激活能为0.42 eV。Li7?x?3yGayLa3Zr2?xTaxO12(Ga-LLZTO)中,铝的含量较低,镓离子同时存在于电解质的晶粒与晶界中。在锂含量相同的样品中,Ga-LLZTO的总电导率要高于Al-LLZTO,表明Ga的掺杂比Al的掺杂对LLZTO电解质的电导率提升更大。最终,我们得到总电导率最高的样品Li6.4Ga0.1La3Zr1.7Ta0.3O12,其总电导率和激活能分别为0.87 mS/cm和0.33 eV。

关键词：固态电解质石榴石型电解质LLZTO 离子电导率 Al和Ga掺杂

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具有生物相容性的全海藻固态超级电容器

具有生物相容性的全海藻固态超级电容器

第三届全国新能源与化工新材料学术会议暨全国能量转换与存...

作者：魏璐曾娟郭新华中科技大学材料科学与工程学院固态离子学实验室

固态超级电容器作为下一代便携式和可穿戴电子设备的新型储能器件,具有较高的安全性和较宽的工作温度区间,受到越来越多的关注。而碳基固态超级电容器,由于其高的功率密度、快速的充电时间、超长的充放电循环寿命,以及相对较低的成本,...

固态超级电容器作为下一代便携式和可穿戴电子设备的新型储能器件,具有较高的安全性和较宽的工作温度区间,受到越来越多的关注。而碳基固态超级电容器,由于其高的功率密度、快速的充电时间、超长的充放电循环寿命,以及相对较低的成本,更具有实用性和商业化潜力[1]。本研究首次报道了一种具有高安全性和生物相容性的碳基固态超级电容器,其所有关键组件,包括电极、粘结剂、电解质和隔膜,都来自于同一种可食用海藻,即海带。海带作为一种绿色、可再生、经济的食物资源,在世界范围内广泛种植。而海藻酸钠,

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固态锂离子传导氧化物中的点缺陷

储能科学与技术 2016年第5期5卷 745-753页

作者：吴剑芳郭新华中科技大学材料科学与工程学院固态离子学实验室湖北武汉430074

固态电解质能有效地解决液态电解质存在的易燃、易泄漏及化学稳定性差等问题,然而,固态电解质的锂离子电导率（10-5~10-3 S/cm）显著低于液态电解质电导率（10-2 S/cm）,导致全固态锂离子电池的充放电性能比液态电池差。因此,进一步提... 详细信息

固态电解质能有效地解决液态电解质存在的易燃、易泄漏及化学稳定性差等问题,然而,固态电解质的锂离子电导率（10-5~10-3 S/cm）显著低于液态电解质电导率（10-2 S/cm）,导致全固态锂离子电池的充放电性能比液态电池差。因此,进一步提高固态电解质的锂离子电导率成为改善全固态电池性能的关键,认知并调控材料中的点缺陷对于改善锂离子电导具有重要意义。本研究团队选用两种重要的固态锂离子传导氧化物材料：具有钙钛矿结构的Li3xLa（2/3-x1/3-2x）TiO3（0.04≤x≤0.16）和具有石榴石结构的Li7La3Zr2O12为研究对象,对其中存在的点缺陷及缺陷反应进行分析,并进一步阐述各种点缺陷对材料锂离子、氧离子和电子电导率的影响。

关键词：固态电解质缺陷锂离子电导率氧离子电导率电子电导率

热处理对电弧熔丝增材制造核电用铁素体/马氏体钢微观组织与力学性能的影响

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焊接学报 2023年第10期44卷 18-26,I0003,I0004页

作者：周亚举尹圣铭夏永中易果强薛丽红严有为华中科技大学材料加工与模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学武汉430074

采用电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术制备了低活化铁素体/马氏体钢(reduced activation ferrite/martensite steel,RAFM钢),通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等观察微观组织变化,通过... 详细信息

采用电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术制备了低活化铁素体/马氏体钢(reduced activation ferrite/martensite steel,RAFM钢),通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等观察微观组织变化,通过拉伸试验进行力学性能测试,研究了热处理工艺对其微观组织和力学性能的影响.结果表明,打印态的RAFM钢微观组织为铁素体+回火马氏体的双相组织,平均晶粒尺寸约为1.51μm.经过热处理,RAFM钢的晶粒尺寸没有明显增长(1.84μm),并在微观组织中保留了高密度位错.此外,热处理后高数密度TiO2二次相纳米颗粒在基体中析出,并弥散分布在基体中,其尺寸在5~10 nm.热处理后的RAFM钢抗拉强度显著提高,断后伸长率略微下降,其室温抗拉强度为1080 MPa,在650℃下测试的抗拉强度仍可达285 MPa.创新点:(1)系统研究热处理对电弧熔丝增材制造低活化铁素体马氏体钢的相组成、晶粒尺寸、析出相的影响.(2)阐明热处理对电弧熔丝增材制造低活化铁素体马氏体钢力学性能的强化机制.

关键词：电弧熔丝增材制造低活化铁素体/马氏体钢热处理显微组织

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金属激光增材制造材料设计研究进展

金属学报 2023年第1期59卷 1-15页

作者：宋波张金良章媛洁胡凯方儒轩姜鑫张莘茹吴祖胜史玉升华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

激光增材制造被公认为是解决个性化、复杂化金属构件整体成形难题的有效技术手段。现有金属增材制造的研究主要从传统合金牌号出发,但基于平衡凝固过程设计的传统合金成分难以满足增材制造的非平衡冶金动力学特点,往往面临高裂纹敏感性... 详细信息

激光增材制造被公认为是解决个性化、复杂化金属构件整体成形难题的有效技术手段。现有金属增材制造的研究主要从传统合金牌号出发,但基于平衡凝固过程设计的传统合金成分难以满足增材制造的非平衡冶金动力学特点,往往面临高裂纹敏感性、低韧低疲劳、各向异性等共性问题。因此,需要开展面向激光增材制造的新型材料成分设计研究,充分挖掘增材制造非平衡凝固特性的潜在优势与价值。本文综述了铝合金、钛合金、铁基合金、镁合金等不同材料现有合金牌号增材制造的技术瓶颈,以及面向增材制造的材料创新设计方法与新型合金及其复合材料发展的研究进展。最后提出了金属增材制造材料设计的未来发展趋势。

关键词：激光增材制造金属材料设计新材料

红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形装备设计与成形性能研究

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中国机械工程 2023年第11期34卷 1343-1352,1385页

作者：杨飞蒋威陈诚黄志高周华民华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

针对开放空间工业机器人熔融沉积成形(FDM)的关键问题,研发了基于6轴关节型机器人的FDM设备及控制系统。自主设计了可辅助加热的打印头,开发了打印控制系统和机器人控制系统。通过提出打印头挤出速度和机器人运动的同步匹配方法,实现了... 详细信息

针对开放空间工业机器人熔融沉积成形(FDM)的关键问题,研发了基于6轴关节型机器人的FDM设备及控制系统。自主设计了可辅助加热的打印头,开发了打印控制系统和机器人控制系统。通过提出打印头挤出速度和机器人运动的同步匹配方法,实现了机器人FDM装备的稳定工作。然后提出了红外热源辅助工业机器人FDM成形方法,通过工艺试验研究了辅助热源参数对制件宏观力学性能和表面粗糙度的影响规律,通过微观结构表征分析了增强机理。研究结果表明:在开放空间环境下,红外热源可有效提高基材温度,显著增强分子链在股线界面处的扩散缠结、提高界面结合强度,使得层间结合强度增大17.6%、制件表面粗糙度降低58%,验证了红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形方法的可行性和高效性。

关键词：工业机器人熔融沉积成形红外热源辅助速度匹配结合强度

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热处理对金纳米棒光学性能的影响

中国有色金属学报 2022年第3期32卷 815-822页

作者：刘伟胡树兵颜文杰华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

采用种子生长法合成了GNRs,并对其进行了不同温度的热处理。通过TEM、XRD、UV-vis等手段分析了热处理对金纳米棒的形貌、尺寸及光学性能的影响规律。结果显示:随着对GNRs的热处理温度升高,其LSPR发生蓝移,并且LSPR的半峰全宽(FWHM)明显... 详细信息

采用种子生长法合成了GNRs,并对其进行了不同温度的热处理。通过TEM、XRD、UV-vis等手段分析了热处理对金纳米棒的形貌、尺寸及光学性能的影响规律。结果显示:随着对GNRs的热处理温度升高,其LSPR发生蓝移,并且LSPR的半峰全宽(FWHM)明显减小,产生该现象的原因通过探究平均长径比为3.31、4.38、4.52的GNRs在110℃下保温不同时间后的LSPR的变化情况得出:GNRs轴向末端的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比侧面状态不稳定,使得高温下该处金原子更易脱落导致长度减小明显,进而造成长径比减小最终导致LSPR蓝移和窄化现象。

关键词：金纳米棒纵向表面等离子共振热处理光热性能

叠层结构对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料热成形性能的影响

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复合材料学报 2023年第6期40卷 3322-3330页

作者：张铁郑兵王旭康陈丹周华民李德群黄志高华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)在航空航天等领域有着日益广泛的应用。本文研究了叠层结构对CF/PEEK板材的力学性能和热成形性的影响,并讨论了相关机制。在同种工艺参数下设计并制造了6种不同叠层结构的板材,其力学性能和热成形... 详细信息

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)在航空航天等领域有着日益广泛的应用。本文研究了叠层结构对CF/PEEK板材的力学性能和热成形性的影响,并讨论了相关机制。在同种工艺参数下设计并制造了6种不同叠层结构的板材,其力学性能和热成形性能分别通过0°和90°下的常温拉伸试验及320℃下的杯突试验来表征。实验结果表明正交叠层结构[0/90/0/0/90/0]的拉伸强度和热成形性能最好,而加入编织层或采用非正交叠层均使热成形性能有不同程度的下降,这是由于编织层为整个叠层结构中的薄弱项,而非正交结构在不同方向的拉伸强度差异较大,容易发生纤维-基体失效。

关键词：碳纤维聚醚醚酮复合材料叠层结构力学性能热成形性能