正电子谱学技术在功能材料微结构表征中的应用

特殊功能材料是一些具有优良电学、磁学、学、热学、学、力学、化学、物医学功能,在各类高科技领域到泛应用.正电子湮没技术是一种对材料微结构特别有效探测技术,特别是对各种缺陷、空位和微孔尤为灵敏,通过正电子湮没寿命谱、多普勒展宽谱和慢正电子束技术,通过分析正电子湮没参数可以获材料从表面到内部缺陷分布信息和随外部物理和化学条件变化、引起微结构变化.本文选取几种特殊材料正电子湮没实验结果来分析材料内部微结构,表明正电子湮没谱学是一种独特研究微观结构方法.     

聚氨酯／超支化聚醚／碱金属复合体系及其离子导电性

为了进一步提高聚氨酯/盐复合体系的离子电导率,合成了聚氧化乙烯聚氨酯（PEU）和超支化聚缩水甘油（HPG）,并与高氯酸锂掺杂得到聚氨酯固体电解质,样品成膜后利用红外光谱、DSC和复阻抗谱分析进行了表征,红外分析发现,随氧锂原子比[EO]/[Li]的减小,醚氧键的吸收峰发生红移、高氯酸根谱带则向高频方向移动、DSC和复阻抗谱分析表明该体系是非晶相材料,HPG的加入提高了聚氨酯体系的电导率,室温（20℃）下,[EO]/[Li]=4～6时其最佳电导率σ达到8.5μS/cm,该体系温度和电导率的关系既不完全符合Arrhenius方程,也不完全符合VTF方程,而是呈现为复杂的曲线关系,这可能与HPG的加入有关。     

碳酸乙烯酯(EC)增塑的(PEO)16LiClO4聚电解质电导率的研究

采用差示扫描量热法(DSC)和交流阻抗方法对EC增塑的(PEO)₁₆LiClO₄聚电解质进行了研究。结果表明(PEO)₁₆LiClO₄/EC体系的玻璃化转变温度(t_g)及PEO的结晶度(X_c)降低,电导率(б)增加,且б与温度(T)的关系符合Arrhenius行为。提出了离子导电聚电解质/不锈钢(SS)这种结构的界面双层结构和交流阻抗谱图的模拟等效电路。     

掺杂聚合物电解质膜性能

以型号为Kynar2801的PVDF-HFP(偏氟乙烯-六氟丙稀共聚物)为基质,制备了掺杂微米TiO2粉体的聚合物锂离子电池用多孔电解质隔膜,并采用SEM、XRD、交流阻抗法以及充放电测试等测试手段研究分析该电解质膜的物理及电化学性能. 实验结果表明:掺入质量分数6.5%的微米TiO2聚合物电解质膜的室温离子电导率为1.66×10-3S·cm-1,拉伸强度为2.78MPa;在以掺杂电解质膜为隔膜的锂离子电池中,分别以28,70,140,280mA·g-1的电流密度放电时,正极材料LiCoO2的放电容量分别为140.6,127.48,120.25,99.17mAh·g-1.     

聚合物共混体系的正电子湮没研究

用正电子湮没寿命谱仪对聚丙烯PP和三元乙丙橡胶EPDM的共混体系进行了测量.实验研究表明,正电子湮没寿命灵敏地反映了在95—370K温度范围内PP/EPDM共混物的微观结构变化.经分析得到PP/EPDM是两相共混体系的结论.     

复合掺杂固体电解质氧离子导电性的回归模型

基于导电粒子模型分析,采取数学简化处理手段,建立了关于氧离子导电电解质掺杂体系的数学模型和线性回归方程．测量了采用Y2O3,Sm2O3,Nd2O3,La2O3复合掺杂形成的Ce0.8Gd0.2-xMxO1.9-δ的一系列组分的高温电导率．运用该线性回归数学模型分析某些已有数据和本试验数据,都得到线性相关性较好的结果．分析表明,掺杂离子和所取代离子的半径差越大,离子导电性越高．改进该模型可望使之具有更好的预测性．     

PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质的制备及性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为基质材料,采用倒相法,在不同的PVP:PVDF-HFP配比下合成PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质膜,将制备的微孔膜浸入电解液中活化得到了一系列锂离子电解质膜,并通过扫描电镜、力学、红外光谱进行能分析。研究结果表明:所制备的微孔聚合物电解质膜在PVP:PVDF-HFP配比(质量比)为0.2:1时综合性能最好,其吸液率为210%,抗拉强度为2.86 N/mm2,电导率为1.82×10-3 S/cm,电化学稳定窗口为5.7 V。     

正电子深能级瞬态谱在GaAs缺陷研究中的应用

本文介绍的正电子深能级瞬态谱（PDLTS）技术是结合了对固体缺陷有很高灵敏度的正电子湮没谱（PAS）和一些深能级瞬态谱（DLTS）技术而成新的实验方法.该技术能用来研究Ⅲ～Ⅴ,Ⅱ～Ⅵ族等半导体材料的缺陷特征,它的优点不仅能研究半导体材料中缺陷的电学特征而且还能够同时揭示这些电活性缺陷的微观结构信息.本文将介绍砷化镓中EL2缺陷能级的PDLTS研究,运用该技术并结合深能级Arrhenius分析,得到EL2能级值为0.82±0.02 eV.     

Gas Permeability and Free Volume Hole Properties of Interpenetrating Polymer Network Studied by Positrons

A series of polyurethane/epoxy resin interpenetrating polymer networks （PU/ER IPN） were studied by positron annihilation lifetime spectroscopy （PALS）. The effects of epoxy resin type and content on the free volume properties in IPN were investigated. We found that in PU/ER IPN, the free volume hole size and fractional free volume showed a negative deviation due to closer segmental chain packing through some chemical bonding between PU and epoxy resin. Direct relationship between the gas permeability and the free volume has been established based on the free volume theory. Experimental results revealed that the free volume plays an important role in determining the gas diffusion and permeability.     

用符合正电子湮没技术研究Zr、Nb对NiAl合金的d电子影响

采用双探头符合技术测量Ni、Al、Zr、Nb、NiAl及Ni50Al48Zr2、Ni50Al48Nb2样品的正电子湮没辐射的多普勒展宽谱.从谱线提取正电子与样品中d电子湮没的信息,发现正电子与NiAl样品的d电子湮没信号因Ni3d-Al 3p电子杂化而相对降低,Zr、Nb的添加导致合金样品中d-d电子作用增强、谱线d电子信号增大,添加Nb的样品谱线峰高于添加Zr样品,说明Nb的加入比Zr抑制d-p电子作用效果更佳.     

以CH3COONa和Na2S2O3为主体的高分子固体电解质的制备

以 CH3 COONa和 Na2 S2 O3 为主体 ,加入聚乙二醇和三官能聚醚 ,制得两种高分子固体电解质 ,其室温电导率分别达到 1 .8× 1 0 - 3 s/cm和 0 .8× 1 0 - 3 s/c     

Electrochemistry study on PEO-LiClO<Subscript>4</Subscript>-ZSM5 composite polymer electrolyte

Allsolid-statelithiumpolymerbatteriesmaybeoneofthebestchoicesforelectrochemicalpowersourceofthefuturecharacterizedbyitshighenergydensities,goodcyclability,reliabilityandsafety[1,2].PEO-LiXbasedpoly-merelectrolyteshadreceivedextensiveattention[4,5],foritspotentialcapabilitytobeusedascandidatematerialforthetraditionalliquidelectrolytes,sinceWrightetal.foundthatthecomplexofPEOandalkalinesaltshadtheabilityofionicconductivityin1973[3].ThegeneralconceptofthetransportofLi+inthepolymerelectrolytewa…     

注凝成型技术制备CeO2基固体电解质

利用注凝成型技术制备了高致密度高电导率的CeO2 基固体电解质 .电解质素坯密度达理论密度的40 %;烧结过程中素坯失重仅为 6 %;电解质烧结体密度为理论密度的 98%,72 0℃时电导率达 0 .199S cm .     

Effect of organic-inorganic hybrid P123-em-SBA15 on lithium transport properties of composite polymer electrolyte

A novel PEO-based composite polymer electrolyte by using organic-inorganic hybrid EO20PO70EO20-em-mesoporous silica (P123-em-SBA15) as the filler has been developed. The experiment results show that P123-em-SBA15 can enhance the lithium-ion transference number of the composite polymer electrolyte, which is induced by the special topology structure of P123 in PI23-em-SBAI5 hybrid. In addition, room temperature ionic conductivity of the composite polymer electrolyte can also be increased by about two orders of magnitude. The excellent lithium transport properties suggest that PEO-LiCIO4-P123-em-SBA15 composite polymer electrolyte can be used as electrolyte materials for all solid-state rechargeable lithium polymer batteries.     

用正电子湮没寿命谱研究锰锌铁氧体纳米晶的缺陷结构

采用溶胶一凝胶法,在不同退火温度下得到了3种不同粒径的锰锌铁氧体纳米晶．利用X射线衍射研究了纳米晶的晶体结构和粒径,借助正电子湮没寿命谱仪讨论了纳米晶的缺陷随粒径的变化．结果显示,所得锰锌铁氧体纳米晶为立方尖晶石结构,且随着温度的升高纳米晶不断长大;随着粒径的增大,纳米晶的表面缺陷减小,晶界间的自由体积发生复合．     

[Pmim][ClO_4]电解质的物化性质及其在超级电容器中的性能研究

采用两步法设计合成了一种新型离子液体电解质(液)1-戊基-3-甲基咪唑高氯酸盐([Pmim][Cl O4]),对这种电解质的密度、表面张力、电导率等物化性质进行了测定.并将其与活性炭电极组装成超级电容器,通过交流阻抗、循环伏安及恒流充放电等测试手段对其电化学性能进行了研究.测试结果表明,该离子液体的密度和表面张力都随温度升高而减小,超级电容器的电化学窗口可以达到5.0 V,并且具有良好的电容特性、可逆性及循环特性,是一种具有应用潜力的超级电容器电解液.     

改性剂对PVA基碱性固体聚合物电解质性能的影响

为了改善PVA-KOH-H2O体系碱性固体聚合物电解质(ASPE)的性能,采用溶液浇铸法向其中添加改性剂制备复合电解质膜,利用X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(AC)等对电解质膜的物相和性能进行了表征.研究结果表明:聚合物电解质以无定形态为主,含极少量晶相,改性剂的适量添加可以降低电解质膜的结晶度增大无定形区域,离子电导率随PEO的加入先减小后增大,随增塑剂的加入先增大后减小,三种改性剂中GROL效果最好可达4.52×10-2 S/cm,电化学稳定窗口随改性剂的添加略微变窄,但仍显示了较好的电化学稳定性,当三种物质同时共混加入时电化学性能优于单个组分.该研究结论对制备高能量碱性固体电池具有一定的参考价值.     

聚丁二酸乙二酯-碘化钠络合物的导电性

考查了由聚丁二酸乙二酯(PES-2,4)和NaI形成的络合物结构和导电性的关系,发现NaI主要溶解在高分子的无定形区域;PES-2,4与NaI形成的络合物体系是半结晶的聚合物电解质,其结晶体的结构类似于纯PES-2,4。NaI的加入,使聚合物的玻璃化转变温度、结晶化转变温度均升高,而结晶度和结晶速度降低。电解质的导电率随NaI浓度变化而变化,NaI浓度高,其导电率高,当[NaI]/(链节单元]=1/4(摩尔浓度比)时,电解质的导电率可达10~■S/cm(90℃),其中无定形区的导电是主要的。导电率与温度的关系偏离阿累尼乌斯方程,伹也不完全符合WLF方程,导电行为不可简单地用它们来解释。