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泡沫铝孔壁厚度、孔隙率和平均孔径之间的关系

向阳 , 覃静 , 刘希泉 , 李昌林 , 张太康 , 宋泓宇 , 李劼

材料导报

利用三维建模软件建立了球形泡孔的泡沫铝三维模型,根据几何关系推导和代数函数求解,计算出能直观反映泡沫铝孔隙率、平均孔径和孔壁厚度三者关系的数学表达式:~-m=(0.9523(√1/η)-1)~-d.取同一泡沫铝试样的多个线切割截面图并将图片二值化处理,分别将二值化后图片读入图像分析软件Image-pro plus 5.0中测量出截面平均孔壁厚度(m_i),取各截面mi的算术平均值作为该试样实际孔壁厚度(~-m_(实测));同时用软件统计出截面平均孔径(di)和孔隙率(η),将各截面d_i的算术平均值~-d和η带入数学关系式得出该泡沫铝试样孔壁厚度的模型计算值(~-m_(计算)).经过对比5个试样发现,~-m_(计算))与~-m_(实测))之间的误差小于5%,模型的预测值与泡沫铝的实测值基本吻合.

关键词: 泡沫铝 , 三维模型 , 孔隙率 , 孔壁厚度 , 平均孔径

超级电容电池用碳类复合负极材料的研究

李劫 , 杨娟 , 郝新 , 张治安 , 赖延清 , 向阳 , 汤依伟

功能材料

研制了新型储能器件超级电容电池用石墨和活性炭复合负极材料,应用恒流充放电法,考察了这种复合负极材料的电化学性能.结果表明这种碳复合负极材料兼具良好的电容特性和电池特性,在基本保持电池特性的同时,能将电容器电位窗口从2.5V提高至3.5V vs Li/Li+,能量密度从21.7Wh/kg提高至40.3wh/kg,增大近两倍;有很好的倍率性能,电流密度从0.1A/g增加到1A/g时,比容量仅下降了1.3F/g;同时能保持良好的循环性能,10次容量保持率即使在3.5V高压下仍有96.7%.

关键词: 超级电容电池 , 石墨 , 活性炭 , 复合负极

超级电容电池用炭类负极材料的研究进展

向阳 , 娄世菊 , 杨娟 , 刘宏专 , 邹幽兰

材料导报

超级电容电池是具有高能量密度和高功率密度的新型储能器件,对其负极材料的研究主要集中在炭材料上.分析了超级电容电池用炭类负极的工作原理,综述了可用作超级电容电池负极的活性炭/石墨复合材料和三维炭材料的制备方法与电化学性能,分析了现行超级电容电池用炭类材料研究中的不足,指出超级电容电池用炭类负极材料的研究重点应集中在对其储能机理进行深层次研究.采用量子化学计算方法研究炭材料结构与性能的关系也是未来研究的一个重点.

关键词: 超级电容电池 , 炭类负极 , 储能器件

镁合金熔炼阻燃技术的现状与展望

彭立志 , 向阳 , 伍上元 , 刘宏专 , 徐日瑶

材料导报

综述了镁合金熔炼时熔剂保护、气体保护、合金化阻燃及熔炼系统与工艺优化等阻燃技术.并且指出,研究新型无公害的镁合金熔剂,优化SF6混合气体的组成并减低SF6的含量,开发其它能替代SF6的气体或物质,研制新型阻燃镁合金,进一步优化镁合金熔炼系统和工艺等几个方面都将是镁合金熔炼与铸造方面的研究热点.

关键词: 镁合金 , 熔炼技术 , 阻燃技术

泡沫铝泡体均匀性的定量表征

向阳 , 刘希泉 , 李劼 , 刘宏专

中国有色金属学报

基于数字图像处理与分析技术,提出一种可取代目测这种定性评价泡沫铝中泡体均匀性的定量表征方法.泡沫铝中泡体均匀性的定量表征主要包括如下3个步骤:首先通过表面修饰使泡沫铝截面上的孔洞同孔筋之间产生适当的反差,同时获取泡沫铝样品截面照片;然后用图像处理软件Photoshop将截面照片转化成灰度图,并用大型科学计算软件Matlab、选取适当的阀值将所获得的灰度图二值化,得到黑白化图像;最后利用图像分析软件进行相关参数的计算.结果表明:该泡沫铝中泡体均匀性的定量表征结果与感观分析基本一致;另外,该方法还可以用来计算泡沫铝的面孔隙率,用该方法计算的泡沫铝面孔隙率与测试出的体孔隙率之间的误差约为4%.

关键词: 泡沫铝 , 泡体 , 均匀性 , 定量表征 , 孔隙率

不同改性方式对发泡剂在铝熔体中分散性的影响

霍登伟 , 张太康 , 向阳 , 李劼 , 刘宏专

材料导报

采用新型发泡剂制备了泡沫铝,研究了包覆改性和混合改性两种改性方式对新型发泡剂在铝熔体中分散性的影响.结果表明,采用Al溶胶和Si溶胶对新型发泡剂进行包覆改性处理,发泡剂分散性差,所制备的泡沫铝存在较多大孔和裂纹;采用TiB2粉末和AlSi合金粉末混合改性处理新型发泡剂时,发泡剂分散性良好,并且随着TiB2和AlSi含量的增加得到的泡沫铝样品裂纹明显减少、泡体趋于均匀,但孔隙率逐渐降低.相比较而言,合金粉末混合改性法比溶胶包覆改性法使发泡剂的分散更均匀,制备的泡沫铝裂纹较少,且泡体结构较均匀.

关键词: 泡沫铝 , 新型发泡剂 , 改性方式 , 分散性

锂离子电池硅基负极改性研究新进展

邹幽兰 , 杨娟 , 向阳 , 唐晶晶 , 王松灿 , 谢静

材料导报

硅因其具有极高的理论容量而成为现阶段锂离子电池用负极材料研究的热点.介绍了硅基负极材料嵌/脱锂的原理,总结了目前缓解硅开裂与粉碎的一般方法,分析了现行研究中的不足.聚吡咯具有高导电性、高弹性、多孔、高稳定性等优点,为了提高负极材料循环稳定性能,将其与硅结舍得到的Si-PPy复合材料将是最有希望的发展方向.

关键词: 锂离子电池 , 纳米硅 , 硅薄膜 , 核壳结构 , 网络结构

淀粉接枝改性研究进展

向阳 , 贾德民 , 崔跃飞 , 谢东

合成材料老化与应用 doi:10.3969/j.issn.1671-5381.2009.02.008

综述了淀粉接枝改性的研究进展.着重评述了淀粉接枝改性原理和工艺条件,并阐述了接枝淀粉在高分子降解材料、高吸水树脂及絮凝剂等方面应用的新进展,指出了未来接枝改性淀粉的研究重点.

关键词: 淀粉 , 改性 , 接枝共聚合

空间发展湍流气粒两相平面混合层的大涡模拟与统计

柳朝晖 , 李勇 , 郑楚光 , 向阳

工程热物理学报

本文对空间发展的湍流气固两相平面混合层流动进行了大涡模拟研究,其中气相亚网格尺度(SGS)使用结构函数模型,气相控制方程组采用SIMPLE方法求解,固体颗粒运动用拉格朗日方法计算.计算结果正确重现了流体涡结构的卷起、合并和破碎过程,以及小尺寸颗粒在涡边缘(低涡度区)的局部富集现象.对直径分别为42 μm、72 μm和135μm分别进行了模拟,并将统计结果和实验测量结果(Hishida et al[1])比较,表明两者的平均速度吻合很好,但颗粒数密度和脉动速度存在较明显的差异,因此有必要对亚网格应力和颗粒之间的耦合作用以及拟序结构的三维性对颗粒运动的影响开展深入研究.

关键词: 大涡模拟 , 气粒两相流 , 平面混合层

水氯镁石脱水工艺的研究进展

伍上元 , 向阳 , 李劼 , 刘宏专 , 徐日瑶

材料导报

简要评述了氯化氢(氯气)保护气氛下脱水、氯气(氯化氢)熔融氯化脱水、合成钾(铵)光卤石脱水等几种传统脱水工艺,重点介绍了水氯镁石溶剂络合脱水的工艺研究进展.同传统工艺比较,溶剂络合脱水具有可实现低温脱水、较高的脱水效率及良好的工作环境等优点.同时指出了溶剂脱水工艺以后的研究重点应放在研究具有最优脱水效果的有机溶剂,进一步弄清楚溶剂脱水的机理,以及在保证脱水率高、脱水产物中MgO含量和炭含量低的前提下怎样缩短溶剂脱水流程、提高有机物及氨的回收率等方面.

关键词: 水氯镁石 , 溶剂络合脱水 , 脱水率

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