热压烧结法制备新型NiTi-Si电极材料的结构演化和性能分析

通过选择不同烧结工艺,探索了热压烧结法制备NiTi-Si复合电极材料的结构演化及其对电性能的影响。结果表明,烧结过程的压缩率随热压烧结温度的升高而演化,可分为三个阶段:第一阶段未产生压缩变形,第二阶段由于Si的软化开始产生压缩变形,第三阶段NiTi也开始软化,压缩率显著增加。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析每个阶段的相组成及微观结构,结果表明,热压烧结样品组成主要是Ni4Ti4Si7三元金属间化合物及部分Ni3Ti3O、NiTi与Si,复合物致密度也随着烧结温度的提高而改善。选取一组具代表性的NiTi-Si复合材料作为电极制备成纽扣电池,充放电曲线结果表明,电池在循环初期出现明显比容量衰减,但电池循环次数明显高于传统集电体Si电极材料。分析认为,Ni4Ti4Si7三元金属间化合物中的Si不参与电化学反应,但是该化合物有助于弛豫充放电过程中电极体积变化导致的应变。     

TiB+La_2O_3/Ti基复合材料拉伸断裂的原位表征及其机理研究

以不同体积分数的Ti B+La_2O_3原位增强钛基复合材料为研究对象,在室温下对该材料进行SEM原位拉伸实验,通过对裂纹尖端的组织变化以及裂纹扩展路径的原位观察,分别研究了增强体对材料拉伸强度和拉伸断裂行为的影响。结果表明:增加增强体的体积分数可以提高增强体的承载作用并细化基体晶粒,从而提高颗粒增强Ti基复合材料的强度。材料的断裂行为表现为增强体断裂后微裂纹的萌生、扩展及其和滑移带的汇合。高含量的增强体可增加微裂纹的数量,使得其在萌生、扩展后更易与邻近微裂纹或滑移带相贯通,加快宏观裂纹的形成,从而导致了材料塑性的下降。