铝空气电池用铝阳极改性的第一性原理研究

铝空气电池铝阳极材料的自腐蚀性严重影响电池的工作效率.用第一性原理计算法,以掺杂Sn和In的铝阳极为研究对象,对侵蚀性氢氧根离子吸附Al(001)晶面的特性进行计算,分析体系能量、态密度和功函数的变化规律,探究掺杂Sn和In对铝阳极改性后自腐蚀和放电性能的影响机理.结果表明:掺杂Sn和In后铝阳极的吸附能增大,氢氧根离子吸附结构不稳定性增加,铝阳极的自腐蚀速率降低.掺杂后合金元素主要向Al低能级d轨道索要电子,电子成键使阳极反应更易进行.掺杂合金的表面功函数均增大,电子逸出功增加,阳极表面电化学稳定性增加,掺杂In使铝阳极表面更稳定.     

Y对铝空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响

用中频感应熔炼炉制备Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Ga-xY(x=0、0.05、0.10、0.30、0.50)(质量分数,下同)铝空气电池用阳极五元合金.用金相分析、电化学测试、电池放电测试及表面形貌分析研究在4 mol/LNaOH溶液中稀土元素Y对铝空气电池阳极电化学性能和放电性能的影响规律.结果表明:当Y的质量分数为0.1％时,合金晶粒尺寸最小,第二相颗粒均匀分布.Y的加入降低析氢反应速率,合金有最佳的电化学性能和最低的自腐蚀速率,均匀化腐蚀明显.Y在提高阳极活性同时,可有效提升阳极的能量密度,当放电密度为0.02 A/cm2时,阳极能量密度高达2777.778 mA·h/g.     

新型铝—空气电池管理系统设计

针对铝—空气电池的化学反应特点,设计了新型铝—空气电池管理系统,系统由8个电堆管理模块、智能控制模块和主控模块组成,给出了电堆管理模块和主控模块的硬件设计,智能模块的设计方案以及整个系统的程序流程图。     

铝空气电池在装备领域的应用现状及前景

装备的信息化和智能化增加对电能的需求和依赖,大力发展能量密度高、可靠性好、隐蔽性好的军用电源技术势在必行。铝空气电池由于比能量高、结构设计灵活、环境适应性强而备受关注。综述铝空气电池的技术瓶颈及在水下电源、备用电源、救灾应急电源、单兵电源、车载电源、无人机电源等装备领域的应用现状和前景。     

金属空气电池空气阴极的制备与性能

制备出由防水透气层、催化层和导电层组成的三相气体扩散空气电极,对其表面形貌和电化学性能进行测试。SEM结果显示空气电极整体上致密均匀,EDS分析表明C、Mn、La、Ca等元素在催化层表面均匀分布。通过极化曲线和放电曲线测试研究催化剂的含量和催化层的厚度对空气电极性能的影响。结果表明:二者都存在一个最佳值,当催化剂的质量分数为20%和催化层厚度为0.3 mm时,空气电极性能最佳。     

基于模糊PID 的铝空气电源双向DC-DC 变换器

针对双向DC-DC变换器在铝空气电源工作模式切换时的非线性问题,设计一种用于铝空气电源储能系统的双向DC-DC变换器。在传统PID控制的基础上,引入模糊控制,构成模糊PID电压环和PI电流环双闭环控制。并在Matlab/Simulink中,对比分析了双向DC-DC变换器模型、传统PID双闭环模型和模糊PID双闭环模型。实验仿真结果表明:与传统PID控制方法相比,该控制方法能够有效解决双向DC-DC变换器的非线性问题,提高升降压速度,减小输出电压和电流的波动。     

外军AIP潜艇燃料电池最新储氢技术

对于将燃料电池作为不依赖空气系统动力源的常规潜艇来说,金属氢化物储存罐储氢、甲醇转化制氢和柴油重整制氢是艇上氢燃料的3种主要来源。对3种主要能源进行了介绍,并比较了各自的优缺点。     

固体氧化物燃料电池阳极材料的制备和性能研究新进展

作为固体氧化物燃料电池(SOFC)关键材料之一,阳极材料的性能对整个SOFC的性能有着十分重要的影响.概述了SOFC阳极材料的最新研究动态,重点对以钇稳定氧化锆(YSZ)、掺杂氧化铈(DCO)、以及镓酸镧(LaGaO3)作电解质时SOFC阳极材料的选择,不同结构类型SOFC中阳极的制备方法,以及阳极的热学、电学及电化学性能的研究现状进行总结.     

空气条件下氧化剂对铝/水基燃料燃烧特性的影响

利用多种实验技术研究了在空气气氛中添加剂奥克托今(HMX)和六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)对Al/H2O基燃料燃烧特性的影响。实验发现添加HMX比CL-20更有利于铝粉的燃烧,对燃面温度的提高效果也更为显著,但是,添加CL-20能促进Al/H2O基燃料的热量传递,显著提高燃速。通过分析发现,实验结果与氧化剂CL-20和HMX本身的热分解和燃烧特性紧密相关。     

Ce对空气电池用多元铝合金综合性能影响

向Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn母合金掺杂不同含量稀土Ce,通过金相分析、电化学测试及腐蚀形貌分析等研究合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的电化学性能。结果表明:当添加质量分数为0.3%的Ce时,合金晶粒最细小,第二相粒子分布细小均匀。Ce提高阳极活性,降低合金自腐蚀反应速率,合金的电化学性能最佳。添加Ce抑制合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的不均匀腐蚀,更趋于均匀腐蚀。Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn-0.3Ce具有最佳综合性能,适合作碱性电解质中铝-空气电池阳极合金。     

超音速火焰喷涂Ni粒子特性数值仿真

在超音速火焰流场数值模型的基础上,应用离散惰性粒子模型和粒子追踪法,建立了三维分析模型,对超音速火焰（SO/AF)喷涂粒子速度特性和温度特性进行了数值模拟。研究了不同参数状态下粒子的动态行为以及直径对火焰流速度和温度的影响,揭示了超音速火焰喷涂粒子的速度和温度变化规律。数值结果表明：在SOF、SO-AF、SAF3种工作状态下,粒子的出枪速度和温度依次下降,粒子加速出枪以后,还将在一定距离内加速加温;随着粒子直径的增加,粒子速度、温度梯度均减小。该项研究对制备优质涂层具有重要意义。     

高性能铝合金研究进展

介绍了高强高韧铝合金的发展及研究现状,评述了研究进展,指出了现存问题并展望了其发展趋势.     

开孔泡沫铝表面缺陷的图像检测法

为提高开孔泡沫铝表面缺陷检测精度,提出基于傅里叶逆变换的检测法。制备开孔泡沫铝样品,采集样品表面图像,用自适应中值滤波算法预处理;用傅里叶逆变换分割缺陷区域,滤波后进行缺陷区定位,提取其特征,完成表面缺陷检测。结果表明:本方法可明显突出缺陷孔洞位置,无黑白点噪声干扰;识别表面缺陷时,误检率最高为1.4%,漏检率最高为2.8%,缺陷检测精度较高,具有一定的实用性。     

焊接热输入量对铝/钢搅拌摩擦点焊性能影响

为进一步促进汽车轻量化的生产,改善铝钢异种材料的焊接性能,对基于不同焊接热输入量的铝/钢搅拌摩擦点焊进行显微组织分析以及力学性能测试。结果表明:通过调整搅拌摩擦点焊的主轴转速和焊接深度,增加焊接过程中焊接热输入量,有利于提高焊接接头的硬度值;拉伸断口的微观形貌呈河流状花样的解理台阶,搅拌摩擦点焊接头断裂处易发生脆性断裂;焊接接头的Hook区存在FeAl₃金属间化合物。     

陶瓷/铝合金复合靶板不同倾角抗弹性能试验研究

采用12.7mm穿燃弹,进行陶瓷/铝合金复合靶板在不同倾角下的侵彻试验,研究靶板倾角对抗弹性能的影响。结果表明:随着倾角的增大,靶板的局部防护系数单调增加,表明防护能力在增加;陶瓷面板与背板粘合后靶板的局部防护系数显著高于面板与背板未粘合的情况。     

陶瓷/铝合金复合装甲倾角效应研究

采用12.7mm穿甲枪弹,进行陶瓷/铝合金复合装甲在不同倾角条件下抗弹侵彻试验,研究倾角效应对抗弹性能的影响。研究结果表明:陶瓷复合装甲的倾角效应为正效应,即随着倾角增大,陶瓷的抗弹性能提高;弹靶作用时陶瓷面板中倒陶瓷锥的形成是陶瓷复合装甲抗弹性能提高的主要原因。     

莫来石/钛酸铝层状复合材料的制备

采用轧膜成型和热压烧结工艺,以莫来石为基体层,钛酸铝为界面分隔层制备了陶瓷基层状复合材料,研究了层状复合材料的力学性能、显微结构、应力应变行为和断裂机制。结果表明,利用钛酸铝强度低的特点,以此作为陶瓷基层状复合材料的界面分隔层是可行的。与块体莫来石陶瓷相比,复合材料的强度有所降低,但断裂韧性提高;断口形貌观察和分析表明莫来石/钛酸铝层状复合材料在界面区域发生裂纹偏转,表现为非脆性断裂。     

玻璃/铝/玻璃三层结构阳极键合机理分析

对玻璃/铝/玻璃3层结构进行阳极键合试验,分析键合温度和电压对键合电流的影响;通过扫描电镜对键合界面的微观结构进行分析,表明键合界面良好;对玻璃/铝/玻璃3层结构阳极键合机理进行探讨,认为键合界面处接通电流瞬间产生的强大的静电场力是实现玻璃/铝/玻璃界面紧密接触并形成良好界面键合的主要原因。