由于其高功率密度、环境友好、卓越的充放电能力、长循环寿命和安全性,纳米材料成为最有希望的储能候选材料之一。[4,5] 将纳米材料加工成具有高电导率和良好机械稳定性的独立薄膜对超级电容器具有重要意义。要为高性能超级电容器选择合适的纳米材料,必须考虑卓越的表面特性、固有的高强度和电导率。[6,7] 在寻找能够提供所有这些特性的替代品的过程中,最近发现的二维材料 MXene 显示出巨大的潜力。MXenes 是二维家族中的一种新型候选材料(MXenes 描述为 M n + 1 X n T x ,其中 M、X 和 T x 通常代表早期过渡金属、C 或 N,以及吸附的表面功能团如 OH、 O 和 F,其中 n = 1、2 或 3)。 [8] 2D 过渡金属碳化物和氮化物 MXene(包括 Ti3C2Tx、Mo2CTx 和 V4C3Tx)具有高金属电导率、优异的循环稳定性和丰富的表面化学基团,是超级电容器的优良电极材料。[9] 通过真空辅助过滤制备 MXene 独立膜是实现这些特性的最佳选择。[10] 例如,卷曲的 Ti3C2Tx 薄膜表现出 150 000 S m−1 的高电导率和重量电容
摘要:本文重点介绍一种新型铜镍厚膜电阻浆料,该浆料专为实现低欧姆功率电阻而设计和实验开发。这种铜镍浆料设计用于厚印刷铜导体,与传统的钌基厚膜电阻浆料相比,可在氮气保护气氛中烧结。铜镍浆料由铜和镍微粒、玻璃粘合剂颗粒和有机溶剂组合制成,并针对在氮气气氛中烧结进行了优化。本文详细介绍了铜镍浆料的成分及其热性能(通过同步热分析验证)、干燥和烧结铜镍膜的形态描述以及最终印刷电阻的电参数。通过电子显微镜和元素分布分析证明,铜和镍微粒在烧结过程中扩散在一起并形成均匀的铜镍合金膜。该薄膜具有低电阻温度系数 ± 45 × 0 − 6 K − 1 和低薄层电阻值 45 m Ω /square。经验证,配制的铜镍浆料可氮烧,并且与厚印刷铜浆料具有良好的兼容性。这种组合允许实现直接集成低欧姆电阻器的功率基板。
摘要 纸基传感器上金属阳离子的电化学检测因其易于制造、一次性使用和成本低廉而被认为是当前光谱和色谱检测技术的一种有吸引力的替代方案。本文设计了一种新型炭黑 (CB)、二甲基乙二肟 (DMG) 墨水作为电极改性剂,与 3 电极喷墨打印纸基体结合使用,用于水样中镍阳离子的吸附溶出伏安电分析。在没有常用的有毒金属薄膜的情况下,所开发的方法提供了一种新颖、低成本、快速且便携的吸附溶出检测方法来进行金属分析。该研究展示了一种在纸基传感器上检测镍的新方法,并通过限制使用有毒金属薄膜,在纸基金属分析领域的先前工作的基础上取得了进展。首次通过增加活性表面积、电子转移动力学和与非导电二甲基乙二肟膜相关的催化效应,提高了器件的灵敏度,并通过电分析进行了确认。首次使用 CB-DMG 墨水可以在电极表面选择性预浓缩分析物,而无需使用有毒的汞或铋金属膜。与类似报道的纸基传感器相比,实现了检测限 (48 µg L -1 )、选择性和金属间干扰的改善。该方法用于检测水样中的镍,远低于世界卫生组织 (WHO) 标准。
2个化学科学与工程部,阿尔贡国家实验室,伊利诺伊州莱蒙特市卡斯大街9700号,美国伊利诺伊州60439,美国2个化学科学与工程部,阿尔贡国家实验室,伊利诺伊州莱蒙特市卡斯大街9700号,美国伊利诺伊州60439,美国
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摘要:近年来,增材制造技术越来越广泛,其中发展最为深入的是金属基体上的直接金属沉积 (DMD)、合金和陶瓷材料。这项研究展示了在 1045 结构钢上沉积异质金属合金(镍基合金和 Fe-Al 青铜)有效形成涂层的可能性。研究考虑了复合涂层的显微硬度、微观结构和摩擦学性能的变化,这些变化取决于 DMD 处理过程中的激光点速度和间距。结果表明,如果正确选择复合涂层的成分,则可能存在 DMD 条件,以确保它们之间以及与基体之间的可靠和持久连接。
NiPERA Inc. 是镍研究所的独立科学部门,今年 7 月迎来了成立 40 周年。自 1980 年以来,NiPERA 已成为镍人类健康和环境研究领域的领先科学机构。“在过去的四十年里,NiPERA 的科学家开展了大量的科学研究,增强了我们对镍安全使用的理解”,NiPERA 执行董事 Adriana Oller 博士说道。“多亏了我们过去和现在的科学家,我们才有科学基础来了解镍的生产、使用和处置对健康和环境的潜在影响。镍具有惊人的特性,而 NiPERA 40 年来积累的知识意味着我们可以放心地在适当的应用中使用它。”www.nipera.org
在生物基聚酯或聚乙二醇作为生长控制剂的情况下,在温和条件下合成了导电配位聚合物 Ni(tto) 的纳米粒子。使用聚酯时,可以观察到粒子的聚集体,而使用聚乙二醇时则可以获得分散良好的纳米粒子。事实上,当 Ni 2+ /聚乙二醇的重量比为 0.031 时,透射电子显微照片证明分散粒子的尺寸在 3 - 10 nm 范围内。纳米粉末的红外光谱显示 1100 - 1190 cm −1 范围内有两种 CS 拉伸模式,证实了与镍中心配位的四硫代草酸酯配体的存在。在聚乙二醇存在下制备的纳米粉末的室温电导率约为 0.8 S∙cm −1 ,对于四硫代酯基聚合物来说这是一个不错的值。最后,对分散良好的 Ni(tto) 粒子进行磁化率测量,在较大的温度范围内证实了居里-外斯定律。此外,低温测量将证实 Ni(tto) 聚合物链内镍原子之间的链内或链间相互作用。关键词
摘要:尽管已经展示了各种微观和中观尺度的金属打印工艺,但打印基于合金与另一种合金/金属之间界面的功能设备(如热电偶、热电堆和热通量传感器)需要打印合金的工艺。此外,这些设备需要高质量的结晶合金才能发挥其可接受的功能。本文首次报道了从单一电解质中共电沉积打印单相固溶体纳米晶铜/镍 (Cu/Ni) 合金,该合金具有各种可控成分(Cu100Ni0 至 Cu19Ni81)。打印的合金是纳米晶体(<35 纳米),连续且致密,没有明显的孔隙度,具有出色的机械和磁性,无需任何后处理退火(如热处理)。此外,还展示了使用此工艺制造的功能热电偶。这种工艺不仅可用于制造功能设备,还可以通过打印用于材料表征的合金成分连续库来促进合金的基础研究。关键词:直写打印、受限电沉积、合金打印、铜/镍合金、共电沉积、机械性能、磁性■ 介绍
摘要 高 Jc 镍基高温合金在航空航天、海洋、核能和化学工业中得到广泛应用,这些工业领域需要具有出色的抗腐蚀和抗氧化性能、优异的机械性能和出色的高温性能。然而,由于这些合金的化学性质复杂,基于选择性激光熔化 (SLM) 的高 Jc 镍基高温合金的增材制造 (AM) 面临重大挑战。这些材料具有多种合金元素和较高的铝+钛含量,当通过 SLM 固结时会形成各种二次相,严重影响可加工性,导致裂纹的形成。本综述的目的是总结迄今为止在高 Jc 镍基高温合金 SLM 方面取得的进展,特别强调阐明该合金系统中加工、微观结构和性能之间的关系。关键词:高 Jc 镍基高温合金、增材制造、选择性激光熔化 (SLM)、加工、微观结构、力学性能