Flexible supercapacitor electrodes with vertically aligned carbon nanotubes grown on aluminum foils

In this work, vertically aligned carbon nanotubes (VACNTs) grown on aluminum foils were used as flexible supercapacitor electrodes. Aluminum foils were used as readily available, cheap and conductive substrates, and VACNTs were grown directly on these foils through chemical vapor deposition (CVD) method. Solution based ultrasonic spray pyrolysis (USP) method was used for the deposition of the CNT catalyst. Direct growth of VACNTs on aluminum foils ruled out both the internal resistance of the supercapacitor electrodes and the charge transfer resistance between the electrode and electrolyte. A specific capacitance of 2.61 mF/cm2 at a scan rate of 800 mV/s was obtained from the fabricated electrodes, which is further improved through the bending cycles.     

Room-temperature facile synthesis of MnO2on carbon film via UV-photolysis for supercapacitor

A facile UV-photolysis method has been developed to synthesize birnessite-type MnO_2 nanosheets on carbon film at room temperature for supercapacitor electrode materials. The results clearly demonstrated that the specific capacitance of carbon/MnO_2 composite electrodes was controlled by the adjustable UV-photolysis reaction time in KMnO_4 solution. For the optimized composite electrode obtained after 2 h reaction, a superior specific capacitance of 277 Fg~(-1) was achieved at current density of 0.2 Ag~(-1). This finding suggests that UV-photolysis is a potential method to fabricate MnO_2 on carbon film for supercapacitor.     

Influence of graphene microstructures on electrochemical performance for supercapacitors

The influence of variant graphenes on electrochemical performance for supercapacitors was studied comparatively and systematically by using SEM, FTIR and Raman spectroscopy, cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results revealed that: 1) the nitrogen-doped graphene (N-G) electrode exhibited the highest specific capacitance at the same voltage scan rate; 2) the specific capacitance of the N-G reached up to 243.5 F/g at 1 A/g, while regular graphite oxide (GO) was 43.5 F/g and reduced graphene oxide (rGO) was 67.9 F/g; 3) N-G exhibited the best supercapacitance performance and the superior electrochemical properties, which made it an ideal electrode material for supercapacitors.     

石墨烯电加热元件热/力耦合性能

现有的电加热防/除冰组件存在着能耗高、柔性差及升温速度慢等问题,给飞机机载能源提出了较高的要求。以加热元件温升特性、热均匀性为优化目标,获得其最优构型,并提出加热元件的制备工艺。针对加热元件进行了热/力学特性试验,结果表明相较于环境温度,热流密度对加热元件热力学特性影响更大;加热元件在不同力学负载下仍能保持良好的热力学特性。可见基于复合材料的石墨烯电加热元件在飞机防/除冰领域具备优良的应用前景。     

热膨胀法测量陶瓷烧成温度模拟实验研究

热膨胀法古陶瓷测温中升温速率、烧结程度、判断曲线的选择、分析方法等因素会影响测温精度。为提高测温精度,通过不同升温速率对各种具有已知烧成温度模拟样品的测温实验,建立了一套热膨胀法古陶瓷测温的参考程序。此外,根据测量值与实际烧成温度之间的定量关系,利用线性拟合的方法推算出了用于减小测温误差的校正公式。实验结果显示:校正公式在指定的温度范围内可大幅提高测温精度。     

Effect of feeding ratios on the structure and electrochemical performance of graphite oxide/polypyrrole nanocomposites

Graphite oxide (GO)/polypyrrole (PPy) nanocomposites (GPYs) were synthesized using in situ polymerization.The effect of the feeding ratios of pyrrole and GO on the structure and electrochemical performances of GPYs was investigated.The structure was characterized via Fourier-transform infrared spectroscopy,scanning electron microscopy,transmission electron microscopy and X-ray diffraction.The electrochemical performance was characterized via cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy.The results indicate that the more pyrrole is added to GO (with GO concentrations of 20% and 50%),the more agglomeration of both PPy and GO layers occurs.This is detrimental to the capacitance utilization of PPy.When the feeding ratio of GO:pyrrole is 80:20,PPys with nanofibrils are dispersed homogenously in/on the exfoliated layer of GO and the conductivity is enhanced.The capacitance utilization of PPy in a composite with a GO concentration of 80% (383 F/g) is higher than that of pure PPy (201 F/g),which indicates the presence of a synergistic effect between GO and PPy.     

电流响应速度及力响应速度对磁轴承系统性能的影响

为了同时实现磁悬浮磨床电主轴系统高刚度和高转速这两个主要性能指标 ,通过理论分析、计算机仿真和实验 ,研究了功率放大器环节的电流响应速度、电磁铁的力响应速度对磁轴承系统性能的影响。结果表明 ,功放的电流响应速度、电磁铁的力响应速度直接影响系统的闭环控制性能。通过提高功放的电流响应速度、电磁铁的力响应速度 ,实现了磁轴承系统在刚度为 39.3N /μm ,转速为 46 .32 0 kr/min情况下的稳定运转。研究结果对于磁悬浮系统的设计具有参考价值     

升温速率对1933铝合金铸锭均匀化组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和X线衍射分析等试验手段,研究升温速率对1933铝合金铸锭均匀化显微组织的影响.研究结果表明;合金铸态中主要存在α(Al)+η(MgZn2)非平衡共晶组织、AlZnCu相和AlCuFe相;均匀化处理后共晶组织被消除,η相溶解,合金中残留有AlZnCu相和AlcuFe相;合金经465℃/24 h、升温速率为200℃/h均匀化处理后,晶界附近存在一个明显的无A13Zr粒子析出带(DFZ),宽度为3～5 μm,晶粒中心Al3Zr粒子的密度较小,约为120个/μm3,粒子尺寸较大,半径约为15 nm;均匀化慢速升温(20℃/h)将无弥散析出区(DFZ)的宽度减小到0.5μm,晶内Al3Zr粒子分布更弥散细小,粒子半径为10 nm,粒子密度约为400个/μm3.     

氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征.结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6mol·L~(-1)的KOH电解液中,0.5A·g~(-1)电流密度下其比电容可达155F·g~(-1),是相同条件下GO比电容(81.5F·g~(-1))的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景.     

微结构对纳米碳纤维氧阴极还原性能影响

在制备微结构可控纳米碳纤维基础上,研究纳米碳纤维微结构对氧气电催化还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)性能的影响.利用化学还原法合成了Pt电催化剂,研究了纳米碳纤维微结构对Pt/CNFs电催化剂电催化性能的影响.研究发现,相对于基于活性炭的电催化剂,载于纳米碳纤维的电催化剂具有较高的ORR活性;同时,基于板式纳米碳纤维的电催化剂表现出最高的ORR活性.     

温度对成体荒漠沙蜥代谢率、心率和呼吸频率的影响

对荒漠沙蜥成体代谢率和心率等生理指标的温度适应性进行了研究,旨在检测不同温度下成体荒漠沙蜥的静止代谢率、心率和呼吸频率的差异.结果显示:成体荒漠沙蜥的静止代谢率和心率随外界温度的升高而明显上升,但呼吸频率的上升并不显著.雌雄两性间,雄性蜥蜴呼吸频率对温度变化的依赖性比雌性的略强,且35?C下雄性的代谢率显著高于雌性的.这些生理特征与荒漠沙蜥的生境和活动特点直接相关.我们推测25～35?C荒漠沙蜥可能更多地依赖于提高心率和增加血流量来调整代谢率.     

碳化硅制品的成型性能

以不同粒度的α - SiC为原料,通过配比试验、生坯成型方法的对比、成型后碳化硅制品的生坯性能分析,研究了不同粘结剂、不同成型压力与保压时间、不同成型方法对碳化硅制品的密度、气孔率、抗折强度的影响结果表明,水溶性粘结剂的粘结性能低于醇溶性粘结剂,但水溶性的最佳添加量低于醇溶性粘结剂成型方法中冷等静压的成型密度和抗折强度最大,气孔率最低同时无论使用何种成型方法,制品的密度随压力变化都具有一定的规律性     

烧结助剂对重结晶SiC电热元件性能的影响

以不同粒度的α-SiC为原料,添加A12O3,Fe2O3,H3BO3作为烧结助剂,通过配比实验、素坯成型、制品烧结,研究了不同助剂及其含量对SiC电热元件的密度、抗折强度、电阻率的影响,并探讨了对其性能影响的机理.结果表明:烧结助剂Al2O3对电热元件密度影响最大,在质量分数wB为0.3%时,密度为2.314 g/cm3;Fe2O3对其电阻率影响最大,在质量分数wB为0.5%时,最优的电阻率为0.634 Ω·cm.此外,H3BO3的加入对密度的提高不明显,加入过多反而降低了电热元件的密度,对电阻率起着负面影响.     

CNFs掺杂浓度对CNFs／LDPE复合材料空间电荷的影响

为改善低密度聚乙烯的电学性能,文中将镀镍后的碳纤维添加混入低密度聚乙烯中,通过熔融共混技术,制成CNFs／LDPE半导电层＋绝缘层双层样片．采用电声脉冲法（PEA）测量其空间电荷分布．实验结果表明：随着直流电场的增加,在CNFs／LDPE半导电层＋纯绝缘层双层样片中,当CNFs质量分数低于1％时,CNFs／LDPE半导电层对电场的削弱作用相对较小,样品中残余了相对较多的空间电荷．当CNFs质量分数超过1％时,CNFs／LDPE半导电层的导电机制发生了改变,注入的空间电荷量很少且短路后几乎无残余．尤其是CNFs质量分数为5％时,样品内除阴极附近有微量电荷外,样品内部几乎无空间电荷分布．     

稀土镧和钛取代镁基储氢合金电极电化学性能的研究

利用机械合金化方法制成了MgNi,Mg0.7Ti0.3Ni和Mg0.7Ti0.225 La0.075Ni非晶态镁基合金,XRD表明球磨100 h后已形成非晶;电化学容量测试表明:在此实验条件下添加Ti,La元素改善了电极的循环稳定性能.其中,La的取代提高了合金的抗腐蚀性能和合金的电化学氧化还原反应的可逆性能,进而提高...     

圆柱形电极Zn-Cu电池中Joule热电阻和Ohmic电阻的理论研究

从理论上对Zn-Cu伏打电池中的Joule热电阻(RJ)和Ohmic电阻(RO)进行了研究.结果表明:当Zn-Cu伏打电池处于缓慢、均匀、稳定放电状态时,RJ>RO.这是因为RJ=Q/I2,RJ涉及电流所带的离子,其大小取决于电能和化学能产生的热,RO=ΔU/I,其值大小只取决于电能.     

硅碳复合结构对锂离子电池负极电化学性能的影响

以晶硅太阳能电池生产过程中的晶硅切削废料为原料、以壳聚糖(Chitosan, CTS)为碳源,通过液相包裹和低温热解工艺制备了具有较大孔隙的硅/硬碳复合材料(Si@CTS).对比研究了Si@CTS及Si@CTS混合石墨后(Si@CTS/G)分别作为锂离子电池负极的电化学性能.结果表明,具有孔隙和互联结构的Si@CTS负极首次放电比容量可达到1 672.8 mAh/g,首次库伦效率达到了84.45%;在循环100圈之后Si@CTS放电比容量保持在626.4 mAh/g.进一步,将Si@CTS作为高容量活性物质添加至石墨中,研磨混合后制得的Si@CTS/G复合负极表现出良好的稳定性,在循环100圈之后放电比容量为698.1 mAh/g,对高容量高稳定性硅碳负极批量化生产和应用具有重要意义.     

晶粒生长对铁磷酸盐玻璃陶瓷固化体化学稳定性的影响

铁磷酸盐玻璃陶瓷可用于固化高放核废物。通过改变原料粉末尺寸和热处理的升温速率来控制成核的均匀性和晶核的生长速度,研究了在独居石玻璃陶瓷固化体中晶粒生长对固化体化学稳定性的影响。结果表明：粉末尺寸越小,越有利于形成均匀的晶核,固化体的化学稳定性越好,当粉末粒度小于38μm时浸出率达到最低值;热处理的升温速率越慢,所形成的微晶尺寸越均匀,固化体的化学稳定性越好,当升温速率为1℃／min时,样品的浸出率最低。     

组织形貌对X80管线钢性能影响

通过光学显微镜和透射电镜对不同工艺生产的X80管线钢的微观组织、位错形态及析出相等进行了对比分析.结合力学性能检测,研究了X80组织形貌对力学性能的影响.研究表明,针状铁素体晶粒大小、析出相分布、位错密度及位错形态对材料强度、韧性、脆性转变温度有明显的影响,通过固溶强化、细晶强化、位错强化、析出强化等综合强化方式获得了综合力学性能良好的X80管线钢.     

超声空化场的致热机制及其聚束喷射时的致热速率

分析表明,超声空化泡崩溃时的高温声冲流和高压冲击波是使塑料致热熔融的机制.采用圆锥形和圆柱形玻璃管对单束超声空化场聚束喷射时,致热速率明显加大,这是因为空化泡在声辐射压力作用下聚集于喷射空化场前峰区的密度得以提高,因而增强了空化集中的致热效果.