燃烧合成三元碳化合物Ti2AlC1-x

采用Ti，Al和C元素粉末为反应物原料，通过燃烧合成法首次成功地制备出了单相三元碳化合物Ti2AlC1-x。实验结果表明：若以“理想”晶体结构化学式Ti2AlC化学计量比为起始反应原料配比，燃烧产物主晶相为Ti2AlC2；以缺碳的非化学计量比(Ti2AlC1-x)为反应原料配比，即Ti：Al：C=3：1．5：1=2：1：0．7(摩尔比)，得到单相的燃烧产物Ti2AlC1-x。从热力学原理的角度探讨了不同原料摩尔配比对燃烧产物相组成的影响机理。     

采用铝基材料从盐湖卤水中沉淀锂（英文）

采用活化后的铝基材料分解卤水,同步实现卤水中锂的沉淀。研究不同的铝基材料吸附沉淀锂的效果,筛选出适合于提锂的铝基材料,并研究Al/Li摩尔比、Al-Ca合金中的Ca含量、溶液初始锂离子浓度、反应温度和时间等因素对锂沉淀率的影响,确定最优工艺参数。结果表明:Al/Li摩尔比、Ca含量和反应温度对锂沉淀率的影响较大;在优化后的工艺条件下,卤水中锂的沉淀率达到94.6%,Al-Ca合金的提锂效果良好。     

A0／TiO2摩尔比对热扩散反应合成的影响

本文提出了Al TiO2 系XD合成Al3Ti Al2 O3/Al自生复合材料的微观反应模型 ,分析了不同的Al/TiO2 摩尔比对燃烧过程的影响。原位生成的Al2 O3呈等轴颗粒状 ,尺寸达亚微米级 ;Al3Ti的生成受扩散控制 ,呈棒状 ;随着Al/TiO2 摩尔比的增加 ,燃烧温度降低 ,燃烧时间和体密度增加。     

电场作用下燃烧合成TiC-Al2O3-Al致密复合材料的研究

以3TiO2 3C (4 x)Al反应体系为对象,利用电场的激活作用和燃烧合成过程中形成的液态Al对合成产物的渗透作用,探讨了在无外加机械压力的条件下直接燃烧合成致密TiC-Al2O3-Al复合材料的可能性.结果表明,外加电场可提高体系的绝热燃烧温度,从而突破该体系只能在x＜10 mol下发生燃烧合成反应的热力学限制;而且,随着体系中过余Al量x的增加,合成的TiC和Al2O3晶粒尺寸减小,合成材料的致密性提高.当体系中过余Al量x=14 mol、E=25 V/cm时,直接燃烧合成了致密性达92.5%的TiC-Al2O3-Al复合材料,且该材料具有如下力学性能硬度HRC=56.5,抗弯强度σf=531 MPa,断裂韧性K1C=10.96MPa·m1/2.     

低温熔盐燃烧法制备LiMn_2O_4

采用一种新的低温熔盐燃烧法制备尖晶石型LiMn_2O_4物质.研究了在550℃时草酸和柠檬酸为燃料对燃烧产物物相组成及其电性能的影响.结果表明,燃烧产物的主晶相为LiMn_2O_4,含有Mn_2O_3杂质.在Li:Mn:草酸=1:2:0～1.5(摩尔比)时,草酸对燃烧产物纯度影响不大,Li:Mn:草酸=1:2:2.0时,产物纯度降低,柠檬酸对产物纯度影响较大,燃烧产物随柠檬酸用量增加先升高后降低;在Li:Mn:柠檬酸=1:2:0.5时所得产物纯度最高,其放电容量达到121 mAh/g,但循环性能不是很理想.     

Mo(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料的制备与强韧化

以Mo、Al、Si和Mo O_34种粉末为原料,通过燃烧合成和真空热压烧结工艺原位制备了(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料,分析了其燃烧模式、产物相结构、微观组织和力学性能。结果表明:添加Al之后坯体的燃烧合成反应更加剧烈,燃烧模式由螺旋模式转入混沌模式。随着合金化Al含量的增加,基体相结构由C11_b型Mo Si_2转变为C40型Mo(Si,Al)_2,并且在所有复合材料中都可以鉴别出Al_2O_3衍射峰,表明通过燃烧合成技术原位制备了Mo(Si_(1-x)Al_x)_2/Al_2O_3复合材料。复合材料的断裂韧性和抗弯强度最高分别达到4.25 MPa·m~(1/2)和346 MPa,比纯Mo Si_2提高了39%和60%。复合材料的强韧化机制主要有Al合金化强韧化、Al_2O_3第二相颗粒弥散强韧化、玻璃相的消除以及断裂方式的转变。     

锂离子电池正极材料LiNi1-yAlyO2的制备及性能

在高温增加氧气压力的条件下 ,通过固态反应合成了锂离子电池正极材料LiNi1-yAlyO2 。讨论了合成条件对产物的电化学性能的影响 ,得到最佳的反应条件是 :2个恒温阶段的反应时间为 8h和 10h ;氧气压力为0 .2 0MPa ;反应温度 80 0℃ ;反应物Li,Ni,Al之间的摩尔比为 1.1∶0 .95∶0 .0 5。合成出具有晶型完整、电化学性能优良的LiNi0 .95Al0 .0 5O2 产品 ,其放电容量达 182 .3mA·h/g。结果表明 ,Al3 + 的添加对LiNiO2 的结构及电化学性能有较大的改善。     

原位反应合成Ag/Al_2O_3复合材料的热力学分析

对原位反应合成法制备Ag/Al2O3复合材料的热力学进行了计算分析。绘制了Gibbs自由能与温度关系图,结果表明:Ag与O2生成Ag2O是一种可逆反应,其可逆转变温度为462 K,而且还发现Al2O3的两种原位反应合成方式:当反应温度低于462 K,主要以Al与O2的反应生成;当反应温度高于462 K,主要以Ag2O和Al的置换反应生成,同时还对原位反应合成过程中的氧分压影响进行计算与分析。最后根据热力学计算分析结果,制备了Ag/Al2O3复合材料。     

Ti3AlC2材料的反应合成及其烧结行为

以Ti,Al和TiC为原材料,用无压煅烧合成法制备三元化合物Ti3AlC2。详细讨论了煅烧温度和铝含量对多晶Ti3AlC2纯度的影响。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和场发射透射电镜研究了粉末材料的组织结构、晶粒大小、层板厚度和选区电子衍射花样。结果表明1300℃是合成Ti3AlC2粉末的最佳煅烧温度,1:1.2:2是Ti/Al/TiC原材料的最佳摩尔比。用热压法制备了不同烧结温度下的Ti3AlC2块体试样,在1300℃热压制备的Ti3AlC2块体的相对密度可达99.9%,其维氏硬度和三点抗弯强度分别为5.7 GPa和630 MPa。通过场发射扫面电镜观察材料的断口形貌,进一步分析了Ti3AlC2块体材料的强化机理。     

燃烧合成TiAl3化学反应动力学研究

用Friedman法研究了非等温DSC条件下燃烧合成反应Ti 3Al→TiAl3的复杂反应动力学，该合成反应并非单步合成反应，而是有中间相TiAl出现的多步反应，它包含三个子过程，其激活能分别为109，175和89KJ/mol，控制反应速度的这三个过程分别对应反应初期的Ti(固）和Al(液）间的直接反应，吕期的Ti-Al扩散偶中Al通过TiAl3层的扩散以及反应后期的TiAl-Al扩散偶中Al通过TiAl3层的扩散。     

溶胶-凝胶法制备γ -缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化材料研究

采用溶胶-凝胶工艺制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯(GPTMS/TEOS)杂化材料，用热失重(TGA)和动电位扫描(PDS)法研究了该材料的结构、耐热及防腐保护性能.结果表明：当GPTMS/TEOS=1/3(摩尔比)时，随H2O/Si摩尔比的增加,该材料的耐热性及防腐保护性能提高；用X射线衍射分析表明:该材料结构为非晶态结构.     

锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2的制备及电化学性能

采用改进的高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2.考察不同x值、不同Li/(Ni+Co+Mn)摩尔比、不同焙烧温度、不同煅烧时间对其电化学性能的影响并通过XRD对其结构进行表征.结果表明,提高Co含量可以改善材料的循环性能;当n(Li)/n(M)(M=Ni, Co, Mn)=1.10,在950~1000 ℃煅烧20 h时,可得到电化学性能优良的正极材料.     

含铝富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备和电化学性能

通过溶胶-凝胶法合成了含铝富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,探讨了化学组分(x=0.5,0.6,0.7,摩尔分数)和煅烧温度(850,900,950℃)对材料形貌、结构和性能的影响。采用XRD、SEM和电池充放电测试仪对材料进行物理表征和电性能测试。结果表明:所制备的材料具有典型的α-NaFeO2层状结构。当x=0.6、煅烧温度为900℃时,所合成的材料具有较好的形貌和优良的电化学性能;在2.0~4.6 V、0.1C充放电条件下,0.6Li2MnO3·0.4Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2的首次放电比容量可达229.9 mA·h/g,且首次库仑效率为80.0%;在0.5C倍率下循环100次后,其放电比容量仍为192.7 mA·h/g,容量保持率达83.8%,显示了优良的循环性能。此外,材料显示了良好的倍率性能,在2.0C倍率下,其放电比容量仍为173.1 mA·h/g。     

直接烧结法制备Al3Ti粉末及反应机理的研究

以商业化的Ti、Al粉末为原料,研究了利用直接烧结法制备较纯的Al3Ti粉末的摩尔比和温度.结果表明,直接烧结法所需的Ti、Al摩尔比为1:2.5,而理论摩尔比1:3.由此可以断定,利用直接烧结反应合成Al3Ti颗粒时内部可能存在有"Ti核".借助SEM观察及EDS分析表明,破碎后的Al3Ti相内部存在有Ti相.     

AI-TiO2-B2O3系XD合成铝基复合材料研究

主要讨论Al-TiO2-B2O3系XD法制备铝基复合材料的合成工艺及其反应机理.结果表明:在B2O3与 TiO2摩尔比小于1时,真空炉温预热至1 000 K左右时压坯爆燃,反应产物由TiB2、Al3Ti和Al2O3组成,其中Al3Ti为棒状物,TiB2、Al2O3为细小颗粒,粒径为数μm左右.同时分析了球磨时间、预紧实度对反应产物的影响规律.     

SrAl2O4纳米粉末材料的制备

本论文研究了SrAl2O4纳米粉末材料的低温燃烧法合成方法。详细研究了低温燃烧合成过程中的硝酸盐摩尔配比、硼酸添加剂、焙烧处理、反应体积及反应炉温等对合成产物的影响。利用X射线衍射和扫描电镜等技术手段,对粉末的成分、形貌及尺寸等进行了分析。利用低温燃烧合成法通过金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应制备SrAl2O4材料。通过XRD对产物进行分析表明,在Al/Sr摩尔比为2：1,加入适量的尿素且炉温为500℃的条件下低温燃烧合成的SrAl2O4材料相纯度较高,未经过焙烧处理的晶粒尺寸约为36．6nm,焙烧处理后的晶粒尺寸约为37．7nm。在700℃下焙烧1h后,可以除去反应残留物质,使晶形更加完整。反应体积的大小也对反应速度有一定的影响,可根据反应原料量的多少来选择合适大小的反应器皿。     

Al-TiO_2-B_2O_3系XD合成铝基复合材料研究

主要讨论Al-TiO_2-B_2O_3系XD法制备铝基复合材料的合成工艺及其反应机理。结果表明:在B2 O3 与TiO2 摩尔比小于1时,真空炉温预热至10 0 0K左右时压坯爆燃,反应产物由TiB2 、Al3 Ti和Al2 O3 组成,其中Al3 Ti为棒状物,TiB2 、Al2 O3 为细小颗粒,粒径为数μm左右。同时分析了球磨时间、预紧实度对反应产物的影响规律。     

Cu-Cr复合材料的燃烧合成-熔铸过程的研究

提出了制备大功率真空断路器中Cu-Cr触头复合材料的燃烧合成-熔铸工艺.通过对CuO-Cr2O3-Al反应体系的热力学计算,分析了该体系发生燃烧合成反应并形成Cu-Cr合金熔体的可行性,研究了熔体的凝固过程和最终获得材料的显微组织.结果表明,以廉价的CuO、Cr2O3、和Al粉为原料,利用燃烧合成-熔铸工艺可以制备晶粒细小的Cu-Cr复合材料.     

球形高电压LiNi0.5Mn1.5O4的制备及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni0.25Mn0.75CO3为前驱体合成高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,探讨用前驱体与Li2CO3直接反应和用前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应两种工艺路线对LiNi0.5Mn1.5O4形貌和电化学性能的影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对Ni0.25Mn0.75CO3前驱体和LiNi0.5Mn1.5O4样品进行表征,用充放电测试和循环伏安法对LiNi0.5Mn1.5O4样品进行电化学性能研究。结果表明:两种方法合成的LiNi0.5Mn1.5O4均具有尖晶石型结构。但以前驱体Ni0.25Mn0.75CO3直接与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的一次粒子颗粒较大,形貌较差,性能也较差;而以前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的形貌及性能均较好。在3.0~4.9 V的电压范围内,1C倍率下电池的放电比容量达到136.3 mA.h/g,循环100次仍有126.5 mA.h/g,且材料具有较好的倍率性能;5C倍率下的首次放电比容量高达120.7 mA.h/g。     

不同钛碳摩尔比和铝含量对Ti－Al－C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体的影响

以Ti，Al，C和TiC粉末为原料，研究了钛碳摩尔比和Al含量对Ti—Al—C体系燃烧合成产物相组成的影响。实验表明，不同的钛碳摩尔比和Al含量变化，对Ti-Al—C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体有很大影响。当Ti／C=1或1．5时，燃烧产物主晶相是TiC，与原料中Al含量变化关系不大；Ti／C=2和Ti／C=3时，主晶相分别是Ti3AlC2和Ti2AlC，它们的衍射峰强度均分别随原料中Al含量增加而增强，当Al含量增加到一定量后，Ti3AlC2和Ti2AlC的衍射峰强度均又减弱；TiC是Ti-Al-C体系燃烧合成Ti3AlC2相的中间产物。