一、概述 ............................................................................................................... 1
摘要:由于铜基合金具有高热导率,而镍基高温合金具有高高温抗拉强度,因此铜基弥散强化合金与镍基高温合金的连接在液体火箭发动机应用中引起了越来越多的关注。然而,这种接头在通过液态过程连接时可能会开裂,从而导致零件失效。在本文中,将 15–95 wt.% GRCop42 成分与 Inconel 625 合金化,并对其进行了表征,以更好地了解开裂的根本原因。结果表明,在对应于 30–95 wt.% GRCop42 的成分中,贫铜液体和富铜液体之间缺乏可混溶性。观察到两种不同的形态,并通过使用 CALPHAD 进行解释; 30–50 wt.% GRCop42 处为铜缺乏的枝晶,枝晶间区域为富铜,60–95 wt.% GRCop42 处为铜缺乏的球体,周围为富铜基质。相分析表明,脆性金属间相在 60–95 wt.% GRCop42 铜缺乏区域析出。本文提出了三种开裂机制,为避免镍基高温合金与铜基弥散强化合金接头缺陷提供指导。
1 中南林业科技大学,长沙 410083,中国 2 中南大学,长沙 410083,中国 * 电子邮件:2318214796@qq.com 收稿日期:2022 年 5 月 19 日 / 接受日期:2022 年 6 月 21 日 / 发表日期:2022 年 8 月 7 日 锌离子电池因其安全性高、成本低、理论容量高、环境友好等特点,已经成为现代储能装置的重要来源,但仍存在一些问题阻碍着电池的发展。负极主要存在三个问题:锌枝晶、锌负极腐蚀、锌负极钝化。其中,锌枝晶主要是由于锌在负极表面沉积不均匀造成的,会严重影响电池的循环稳定性和可逆性,降低库仑效率。如果枝晶生长穿透隔膜,还可能造成短路,使电池失效。本文总结了近三年解决锌枝晶问题的方法,包括阳极结构的改性、阳极表面的改性、电解液的改性等。关键词:新能源,锌离子电池,枝晶,电化学1.引言
为提高隔膜性能、降低热失控概率,在 PE/PP 膜上采用陶瓷颗粒(主要是氧化铝(Al 2 O 3 )颗粒)涂覆一层陶瓷层。涂覆的氧化铝层可防止隔膜在高温下发生故障,并阻止枝晶对隔膜的损坏。要求氧化铝必须足够纯净(通常纯度为 99.99%),因此金属阳离子杂质和金属杂质低于几 ppm。杂质可能会渗入电解液,并在电池运行过程中形成枝晶,或者形成加速枝晶形成的晶核。陶瓷层中的金属是短路的根源,无论是由原材料和制造过程引入的,还是在运行过程中形成的。陶瓷层中的杂质更有害,因为它靠近聚合物膜。
激光增材制造,通常称为激光3D打印(L3DP),在近净成形制造以及修复由单晶或定向凝固高γ′含量(> 60 %)镍基高温合金组成的燃气涡轮发动机部件方面具有巨大潜力[1]。根据送粉策略,L3DP可分为直接能量沉积(DED)或粉末床熔合(PBF)。由于热源集中且热输入减少,在DED和PBF过程中都会出现与构建方向平行的陡峭温度梯度,从而有利于外延晶体沿基板金属取向生长。同时,在DED和PBF工艺的快速凝固中,可以生成长度从纳米到亚毫米的异质微观结构[2-5]。这些是通过传统制造方法无法实现的。 L3DP 固有的高冷却速度严重抑制了二次枝晶臂的生长,因此在缺乏晶体取向知识的情况下很难区分胞状结构和枝晶 [6]。因此,术语“胞状结构”通常用于表示 3D 打印合金中的胞状/枝晶结构。细胞结构
使用Tencor的HRP-250来测量轮廓。使用了来自Cabot的SS12和来自AGC的CES-333F-2.5。在将晶片粘合到粘合之前(氧化物到氧化物和面对面),将顶部晶圆的边缘修剪(10毫米),并同时抛光新的斜角。这可以防止晶片边缘在磨/变薄后突破[1]。将晶圆粘合后,将散装硅研磨到大约。20 µm。之后,通过反应性离子蚀刻(RIE)将粘合晶片的剩余硅移到硅硅基(SOI) - 底物的掩埋氧化物层(盒子)上。另一个RIE过程卸下了2 µm的盒子。之后,粘合晶片的晶圆边缘处的台阶高为3 µm。随后沉积了200 nm的氮化物层,并使用光刻和RIE步骤来构建层。此外,罪被用作固定晶片的si层的固定。必须将设备晶圆边缘的剩余步骤平面化以进行进一步的标准处理。为此,将剩余的罪硬面膜(约180 nm)用作抛光止损层。在平面化之前,将4500 nm的Pe-Teos层沉积在罪恶上。这有助于填充晶圆的边缘。在第一种抛光方法中,将氧化物抛光至残留厚度约为。用SS12泥浆在罪过的500 nm。在这里,抛光是在晶片边缘没有压力的情况下进行的。然后将晶圆用CEO 2泥浆抛光到罪。用CEO 2浆料去除氧化物对罪有很高的选择性,并且抛光在罪恶层上停止。第一种抛光方法花费的时间太长,将氧化物层抛光至500 nm的目标厚度。此外,在抛光SIO 2直到停止层后,用SS12稍微抛光了罪。最后,高度选择性的首席执行官2 -lurry用于抛光罪。结果表明,步进高度很好,但是弹药范围很高(Wafer#1)。第二种方法的抛光时间较小,并在500 nm上停在SIO 2上,而最终的抛光和首席执行官2 -slurry直至罪显示出良好的步进高度,并具有更好的罪恶晶圆范围(Wafer#2)。
图2. 无污染Cu测试板在THB测试过程中的光学和电学结果(左上:金属表面出现水滴,中上:“水桥”形成,右上:枝晶形成,左上:
在 Inconel 718 的激光定向能量沉积 (L-DED) 中,所制造部件的微观结构在很大程度上取决于所应用的工艺参数和由此产生的凝固条件。大量研究表明,工艺参数沉积速度和激光功率对微观结构特性(如枝晶形态和偏析行为)有重大影响。本研究调查了当线质量(从而导致的层高)保持不变时,这些工艺参数的变化如何影响微观结构和硬度。这使得能够对使用相同层数但工艺参数截然不同制造的几何相似样品进行微观结构比较。这种方法的好处是,所有样品的几何边界条件几乎相同,例如特定于层的构建高度和导热横截面。对于微观结构分析,应用了扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱,并以定量方式评估结果。沿堆积方向测量了微观结构特征,包括一次枝晶臂间距、沉淀 Laves 相的分数和形态以及空间分辨的化学成分。使用半经验模型,根据一次枝晶臂间距计算发生的冷却速率。应用了其他研究人员使用的三种不同模型,并评估了它们对 L-DED 的适用性。最后,进行了显微硬度测量,以对材料机械性能的影响进行基线评估。
高能量密度固态电池需要高面积容量的阴极。在这里,我们展示了一种用于循环 3-6 mAh/cm 2 NMC811 复合阴极的双层聚合物电解质设计。双层电解质包括交联 PEO 基电解质层和线性 PEO 基电解质层。前者提供抗枝晶性,后者在循环过程中提供与阴极的无缝界面。使用单层膜会导致第一次循环中严重短路或极低的库仑效率 (CE)。面向锂阳极的刚性抑制枝晶的电解质和确保在循环过程中与阴极接触的更柔软的阴极集成电解质的一般概念可能为实现高能量密度阴极提供一种模式。
摘要:多硫化物中间体 (Li2Sn,2<n≤8) 的穿梭和锂金属表面的枝晶生长阻碍了锂硫 (Li-S) 电池的实际应用。隔膜功能化提供了一种解决这些问题的直接方法。在此,我们展示了一种用于先进 Li-S 电池的多功能 MIL-125(Ti) 改性聚丙烯/聚乙烯隔膜。MIL-125(Ti) 是一种含钛的金属有机骨架 (MOF),具有开放骨架结构、高固有微孔率和路易斯酸特性。与原始隔膜相比,具有 MIL-125(Ti) 涂层的隔膜表现出更好的电解质润湿性和更低的电阻。独特的涂层层充当有效的物理和化学屏障区域,可捕获多硫化物物质,而不会影响 Li+的平稳传输。同时,MOF 中直径约为 1.5 纳米的高度有序微孔引导均匀的 Li + 镀层,从而抑制锂枝晶。因此,MOF 改性隔膜可显著提高 Li-S 电池的循环稳定性和倍率性能。在 0.2 C(1 C = 1675 mA g-1)下 200 次循环后的容量保持率超过 60%,在 2 C 下比容量为 612 mAh g-1。这种简便的方法为高性能 Li-S 电池提供了一条有效的途径。关键词:锂硫电池、金属有机框架、隔膜、穿梭效应、锂枝晶■ 介绍
