一、电池用含稀土铝合金阳极性能的研究(论文文献综述)
贺佳佳[1](2021)在《稀土Yb及工艺处理对ADC12铝合金微观组织及腐蚀性能的影响》文中研究指明铝合金作为目前比较常用的轻量化材料之一,因为其具有低密度、比强度较高、塑性较好等优异的性能,使得其在汽车、电子、航空、建筑等领域应用广泛。随着近年来汽车电子行业的飞速发展,市场对铝合金材料的性能提出了更高的要求,除了要求铝合金材料拥有更高的机械性能外,腐蚀性能也是不可忽略的重要性能。差的腐蚀性能会极大的限制合金的应用范围。因此,研究铝合金的耐腐蚀性能具有很重要的现实意义和理论价值。本文利用微观组织表征研究了不同处理后的ADC12铝合金的微观组织特征,通过电化学测量、浸泡腐蚀实验研究了一系列ADC12铝合金的腐蚀性能,为后续获得具有更佳的腐蚀性能的铝合金提供了有力的理论支撑。稀土的添加使得ADC12合金的二次枝晶臂间距减小,Si相由粗糙的长针状转变为纤维状,α-Al相被细化成椭球状,并且粗糙的大块状的β-Al5FeSi相也在一定程度上细化成了小块状。0.9 wt.%Yb的加入,由于稀土 Yb的低固溶性特点,使得合金在凝固过程中,Yb聚集在固液界面的前沿,从而阻碍了溶质的熔解及扩散,导致合金组分的过冷度增大,因此而细化了合金的成分相,使得合金的微观组织得到改善。热挤压后的ADC12合金的Si相及β-Al5FeSi相沿着挤压方向被挤压细化成小块状或短棒状。并且稀土 Yb的添加使得合金中生成了Al3Yb金属间化合物。浸泡腐蚀试验和电化学实验的结果表明,添加0.9wt.%Yb和热挤压的合金的腐蚀电流密度(8.56 μA·cm-2)比未经处理的铸态合金的腐蚀电流密度(17.33 μA·cm-2)低50.6%。并且极化电阻(9252 Ω·cm2)比未经处理的铸态合金的极化电阻(2654 Ω·cm2)高71.3%。由于添加了 Yb并进行了热挤压处理,腐蚀微电池中阴极相得到不同程度细化,导致阴阳极相的面积比降低,从而使得腐蚀微电池中的阴极反应速率降低,导致合金的腐蚀速率降低。在520℃固溶处理5h后,ADC12合金的微观组织发生较大变化。Si相在经过固溶处理后基本圆整化,大部分呈现短棒状,少数为颗粒状;固溶处理后的稀土铝合金的Si相基本为细颗粒状,并且由于Cu元素较低的固溶温度,经过固溶处理后,可溶的Al2Cu相基本被固溶进基体中。失重析氢测试表明,添加0.9 wt.%Yb并进行固溶处理可以使合金具有最佳的耐蚀性。类似地,Tafel极化曲线和EIS测试结果表明,ADC12+0.9 wt.%Yb+ST(4.87 μA·cm-2)样品的腐蚀电流密度低于基体合金(18.51 μA·cm-2),并且前者的阻抗值(1852.97 Ω·cm2)远高于后者(389.71 Ω·cm2)。Al2Cu相的固溶减少了合金在腐蚀期间形成的腐蚀微电池的数量,从而提高了合金的耐腐蚀性。不同时效处理合金的光学显微微观组织显示,T6、DA及RRA处理后合金的Si相、β-Al5FeSi相均发生了不同程度的细化。RRA处理后的稀土铝合金的细化效果最明显。此外,合金的耐腐蚀性能研究表明,T6处理后合金表现出严重的点蚀,DA及RRA处理后的合金的腐蚀类型转变为晶间腐蚀,但是RRA处理后仅表现为局部较轻的晶间腐蚀。电化学测试及失重平均腐蚀速率表明,不同时效处理合金的腐蚀速率由大到小依次为:T6>DA>RRA>0.9 wt.%Yb+RRA。DA处理后合金的析出相相对于T6处理有所减少,元素的富集程度相对较低,RRA处理后合中析出相的尺寸减小,另外,RRA处理后的稀土铝合金由于稀土的变质作用,组织得到进一步改善。合金中二次相的分布、数量、及尺寸因时效程度的加深而发生变化,降低了这些相与基体之间的腐蚀电位差,从而改善了合金的耐腐蚀性能。
林顺岩,林林,温庆红,程思梦,李霜,杨仕英[2](2020)在《先进民用铝合金材料加工技术的研究与发展》文中研究说明在简述国内外铝合金加工技术现状的基础上,针对我国铝合金加工技术存在的不足,提出应从铝合金熔炼铸造、变形加工及热处理等基础技术方面开展系统、深入的铝合金基础特性研究。根据民用铝合金材料在不同领域的应用现状,提出了民用铝合金材料加工技术的研究与设想,并对铝加工技术的前景进行了展望。
康庆鑫[3](2020)在《缓蚀剂对铝-空电池阳极电化学性能影响研究》文中研究指明铝-空气电池具有比能量密度高、对环境友好无污染等优点,是新型绿色能源的理想之选。然而,碱性电解质中阳极合金严重的自腐蚀现象是限制其推广应用的主要障碍。向电解质中添加缓蚀剂具有操作难度低、低成本等优点,是一种简单且十分有效的应对方法。本文采用析氢法、电化学测量、恒定电流放电检测、表面形貌分析等实验方法结合量子化学计算、生长形貌分析、蒙特卡洛模拟等理论计算方法分别研究了碱性电解质中醋酸铈与L-谷氨酸复配缓蚀剂对Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Ga合金以及氧化钙与L-天冬氨酸复配缓蚀剂对AA5052合金的缓蚀效果与电化学性能影响。主要研究结果如下:醋酸铈与L-谷氨酸复配缓蚀剂是一种可以有效抑制Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Ga合金自腐蚀,同时几乎不影响阳极活性的阴极型缓蚀剂。当添加浓度为10m M醋酸铈与8m M谷氨酸时,最佳缓蚀效率为77.85%。与未添加缓蚀剂相比,阳极合金在最优缓蚀剂浓度下进行恒定的20 m A cm-2放电测量时,放电电压和阳极容量分别从-1.737 V和2298.851 m Ah g-1提升到-1.835 V和2985.075 m Ah g-1。结合实验与理论研究,复配缓蚀剂的缓蚀机理为:醋酸铈在碱性电解质中形成的氢氧化铈通过几何覆盖效应附着在铝合金表面,促进了谷氨酸的吸附,最终形成的Ce(OH)3/L-Glu以及Al/L-Glu复合膜层在不影响阳极活性的同时,有效的抑制了合金的自腐蚀。氧化钙与L-天冬氨酸是一种有效抑制AA5052合金自腐蚀,同时对阳极的放电性能影响很小的复配缓蚀剂,最佳使用浓度为10m M氧化钙与4m M L-天冬氨酸。复配缓蚀剂对合金阳极溶解过程略有一些阻碍效果,因此更加适合在放电电流密度不大的情况下使用。与未添加缓蚀剂相比,在最优缓蚀剂浓度下进行恒定20m A cm-2的合金放电测试时,阳极容量从1152.07m Ah g-1提升到2155.17m Ah g-1。综合实验结果与理论研究,复配缓蚀剂是通过碱性介质中由氧化钙形成的氢氧化钙附着在AA5052铝合金表面,促使L-天冬氨酸通过羧基上的两个氧原子与氨基上的氮原子吸附在氢氧化钙以及铝合金的表面,形成了Ca(OH)2-Asp与Al-Asp复合膜层,从而有效的抑制了AA5052铝合金的自腐蚀。
姚万鹏,曹福勇,李焰,齐建涛[4](2020)在《轻合金-空气电池的研究进展》文中认为金属-空气电池作为一种新的能源形式,因理论能量密度高、价格低廉、安全性好、使用温度范围广等优势,具有广阔的应用前景。目前研究较多的金属-空气电池包括锌-空气电池、铝-空气电池、锂-空气电池、镁-空气电池四类。轻合金-空气电池以能量密度高的轻合金材料作为电池负极,以空气电极作为正极,以碱性或中性盐溶液为电解液,主要包括铝-空气电池和镁-空气电池两种。铝、镁金属电化学容量高、成本低廉、储量丰富,是金属-空气电池中优秀的阳极候选材料,作为储能材料也成为化石燃料的有力替代者。然而,研究初期直接应用纯铝、纯镁的金属-空气电池性能表现不佳,存在诸多问题。随着铝合金及镁合金的发展,轻合金在金属-空气电池中的应用大大改善了金属负极的自腐蚀问题,提高了电极的放电活性,使电池整体性能表现更加优良。在铝-空气电池中,掺杂Sn、In、Ga、Mg等元素的铝合金电极腐蚀速率降低,阳极利用率提高,电极表面的钝化膜被破坏而实现活化效果;在镁空气电池中,Al、Zn、Mn、Li等合金元素提高了镁合金电极的耐腐蚀性能,电池的放电容量也有所提高。一些稀土元素的添加可以细化轻合金的晶粒,起到变质作用,轻合金电极的腐蚀及钝化问题均得到改善。本文介绍了金属-空气电池的基本原理,对两类轻合金-空气电池的性能表现进行了阐述,对金属-空气电池中目前存在的主要问题进行了分析归纳并简要介绍了其解决方案。主要聚焦在电池负极的合金化方式及各类轻合金在电池中的性能表现,并对轻合金-空气电池中的腐蚀原因及控制措施进行了总结展望。
王英君,刘洪雷,王国军,董凯辉,宋影伟,倪丁瑞[5](2020)在《新型高强稀土Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金的阳极氧化及其抗腐蚀性能研究》文中研究说明针对添加稀土Sc的新型高强7000系铝合金中析出相的特征,发展了相应的阳极氧化工艺,并通过封孔后处理进一步提高膜层的致密性。结果表明,在7000系稀土铝合金表面存在的含Sc析出相作为微阴极,加速其周围Al基体的溶解,影响成膜均匀性。通过调整氧化溶液组成及电参数,在铝合金表面获得了均匀的阳极氧化膜。同时对比了氟锆酸盐、铈盐及沸水3种封孔工艺对阳极氧化膜耐蚀性的影响,结果显示沸水封孔后的阳极氧化膜呈银白色,膜层均匀致密,无缺陷和微裂纹存在,耐蚀性最佳,该膜层盐雾测试336 h未发生腐蚀,可以满足实际工业应用的要求。
刘婷[6](2019)在《温度对镁合金牺牲阳极电化学行为影响与耐高温铝合金牺牲阳极的研究》文中研究表明镁合金牺牲阳极材料电化学性能良好,在常温下,其电位较负,单位质量电流输出高,对钢铁的驱动电位大。铝合金牺牲阳极材料,其理论电容量大、电流效率高、对钢铁的驱动电位适中、现有资源十分丰富。因此,镁、铝合金阳极材料被广泛应用于各种环境介质中的金属保护。但是随着温度的升高,铝阳极电化学性能急剧恶化,不能满足在高温条件下保护钢铁构筑物的要求,而镁阳极电化学性能随温度变化有待进一步探索。因此,本论文针对温度对镁合金阳极性能的影响以及耐高温铝合金牺牲阳极材料进行了研究,为高温介质中镁、铝合金阳极的应用提供支持。本论文获得的主要结果如下:1、温度对MIC,AZ31,AZ63镁合金阳极材料电化学性能影响对MIC,AZ31,AZ63镁合金阳极材料在在25℃70℃的人造海水和淡水介质中根据GB/T 17848-1999标准进行电化学性能评价,并测试了去除腐蚀产物后的阳极蚀坑深度。同时对测试前后的阳极试样进行极化曲线测试。结果表明,三种镁阳极随着温度的升高蚀坑深度不断增加,而实际电容量及电流效率却不降反升,在这两种介质中三种镁合金的在人造海水和淡水介质中,实际电容量和电流效率相差不大,说明不同介质中温度对镁合金阳极电化学性能的影响并不显着。2、混合稀土(RE)对铝合金高温电化学行为影响为了改善Al-Zn-In-Mg-Si铝合金阳极(F阳极)在高温下的不均匀腐蚀,提升其电流效率,开发了Al-Zn-In-Mg-Si-xRE(x=0.09、0.17、0.31和0.62 wt.%)铝合金阳极(FR阳极)。采用常规实验法、动电位极化、电化学阻抗谱、SEM、XRD等测试手段,研究了添加RE对铝合金阳极的显微组织和电化学性能的影响。结果表明,含0.17 wt.%RE的FR阳极(FR-0.17%RE)具有最佳的显微组织和电化学性能。主要沉淀相为Al2LaZn2和Al2CeZn2颗粒。FR-0.17%RE阳极优良的电化学性能主要是由于含有细小沉淀的细小晶粒和晶界。同时,细晶粒能改善FR-0.17%RE阳极的不均匀腐蚀,使铝阳极在常压70℃地层水中电流效率高达82.075%。3、模拟深井介质环境中铝合金阳极电化学行为研究了F阳极和FR-0.17%RE阳极在模拟油田深井介质环境中的电化学行为。结果表明,在6 MPa、70℃地层水条件下F和FR-0.17%RE阳极的腐蚀速度加快,这主要是由于在6 MPa、70℃铝合金自腐蚀速率加快导致的。F和FR-0.17%RE阳极的电流效率在6 MPa、70℃环境中有所下降,自放电测试中阳极效率分别比常压70℃下降9.6%和10.3%。这与增加无用重量损失(ωloss)和放电容量降低有关。以FR-0.17%RE阳极为例,计算相应的钢阴极保护设计参数表明,在油田深井环境中,至少需要增加24%的阳极用量。
泉贵岭[7](2019)在《铝-空气电池用Al-Mg-Sn-Ga合金阳极材料研究》文中研究表明本论文根据合金化方法以高纯铝和元素Sn、Ga、Mg为原料制备了Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0)阳极合金。利用排水法测量铝合金阳极材料的析氢速率,扫描电镜观察阳极合金表面形貌和腐蚀形貌,能谱仪分析阳极合金析出相元素成分和含量,CHI660E和Autolab PGSTAT204电化学工作站测量开路电位、动电位极化和交流阻抗,用Land电池放电性能测试系统测试其在4M NaOH溶液中的放电性能。研究了合金化元素Sn、Ga、Mg对阳极合金自腐蚀速率及电化学性能的影响。得出:Sn、Ga元素主要以析出相的形式分布在铝阳极基体表面充当活性点,降低阳极合金的氧化膜电阻,由于其具有高的析氢过电位可有效降低铝合金阳极材料析氢自腐蚀,且使合金阳极由点蚀向均匀腐蚀的方式转变;Sn、Ga元素能显着提高合金阳极的活化能力,但是在没有Mg参与的合金阳极中阳极材料在提高其活化能力的同时,其自腐蚀速率也一并增加;Mg元素在成分范围为0.5wt%1.0wt%内能减小Sn、Ga元素的成分偏析,使元素在基体表面的分布更均匀,阳极合金的析氢速率降低;Mg元素在成分范围为1.5wt%2.0wt%内时Sn、Ga元素的成分偏析增大,阳极合金的自腐蚀速率加快;当Mg含量为0.5wt%时阳极材料的腐蚀电流密度为5.44±0.7 mA·cm-2,放电比能量为2549.9 mAh g-1,是其它Mg含量成分合金阳极中最优的。综上所述电化学性能最优的阳极合金成分为Al-0.08Sn-0.08Ga-0.5Mg。承接上述研究结果,采用热处理工艺研究均匀化退火处理和去应力退火处理对Al-0.08Sn-0.08Ga-0.5Mg阳极合金腐蚀和电化学性能的影响。得出:均匀化退火工艺条件为450°C+10h时阳极合金的析氢速率最低。之后随着均匀化退火温度的增加析氢速率变化不大,但是均匀化退火工艺条件在600°C+10h时阳极合金烧损严重发生折皱现象,阳极合金的析氢速率增加;均匀化退火工艺条件为500°C+10h时阳极合金的腐蚀电流密度为5.113±0.16mA·cm-2,极化电阻为3.27Ω·cm2,放电比能量是3169.7 mWh g-1,且放电效率达到39.1±0.4%,是其它均匀化退火温度阳极合金中最高的,说明阳极合金电化学性能最好的均匀化退火工艺条件为500°C+10h。去应力退火处理后阳极合金整体的析氢速率有所升高。腐蚀电流密度较未去应力退火处理阳极合金的腐蚀电流密度(5.13±0.6 mA·cm-2)有所增加,说明阳极合金的电化学活性升高,但是抗腐蚀能力降低;退火工艺条件在350°C+14h时阳极合金的放电比能量为3267.7 mWh g-1,且放电效率达到39.9±0.4%。在所有阳极合金中放电效率最高。且高出目前市场上大部分阳极合金的放电效率(35%左右)。综上所述,得出Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金最佳的Mg含量成分为0.5wt%,最佳的均匀化退火处理温度为500°C+10h,最佳的去应力退火处理温度为350°C+14h。
高山山[8](2018)在《铝-空气电池用Al-Sn-Ga-Bi-Ce合金负极性能的研究》文中提出铝-空气电池是一种新型绿色环保电池,具有无毒无污染、原材料丰富、价格低廉、能量密度高等优点,因此具有较高的科研价值和广阔的应用前景。铝-空气电池电解液多为碱性电解液,负极材料采用铝基合金,由于铝表面易形成致密氧化膜,会抑制负极材料的电化学活性,且在碱性电解液中,负极材料的铝组分易发生析氢反应,腐蚀严重,会大大降低电池的综合性能。因此,如何提高负极材料性能,是铝-空气电池的研究重点之一。本文以Al-0.1Sn-0.1Ga为基础合金,通过添加Bi和Ce元素来提高其电化学活性和耐腐蚀性,得到了性能较优的Al-Sn-Ga-Bi-Ce合金负极材料。实验研究了 Bi和Ce的添加量对铝合金负极组织和性能的影响规律以及电解液添加剂对成分优化后的铝合金负极性能的影响规律。此外,由于制备负极材料所用的原材料会引入少量杂质铁,增加负极的腐蚀速率,因此为降低杂质铁的危害,向铝熔体中添加B2l3进行除铁,并对其除铁效果进行了研究。通过扫描电镜(SEM)观察合金的微观组织和腐蚀形貌,采用失重法测定合金的自腐蚀速率,采用电化学测试研究合金的电化学性能。实验结果表明,添加Bi元素后,Al-0.1Sn-0.1Ga合金的电化学性能和耐腐蚀性能均有所提高,当Bi含量为0.1%时,所得Al-0.1Sn-0.1Ga-0.1Bi合金综合性能最佳。在4 mol/L KOH溶液中,Al-0.1Sn-0.1Ga-0.1Bi合金腐蚀形貌均匀,自腐蚀速率为0.29 mg·cm-2.min-1;开路电位-1.461 V(vs.HgO/Hg);腐蚀电流密度21.0 mA·cm-2;电流密度为100 mA·cm-2时,恒电流放电电位为-1.467 V(vs.HgO/Hg)。Al-0.1Sn-0.1Ga-xBi合金交流阻抗谱的高频容抗弧模值减小,活化性能提高。向Al-0.1Sn-0.1Ga-0.1Bi合金中添加Ce元素,合金的电化学活性提高,耐腐蚀性能先提高后降低。当Ce含量为0.3%时,所得Al-0.1Sn-0.1Ga-0.1Bi-0.3Ce合金综合性能最佳。自腐蚀速率最小,为0.276 mg.cm-2.min1,腐蚀形貌均匀;开路电位负移至-1.542 V(vs.HgO/Hg);腐蚀电流密度16.5 mA·cm-2;电流密度为100 mA·cm-2时,恒电流放电电位-1.551 V(vs.HgO/Hg)。对合金交流阻抗谱拟合得到的电荷转移电阻Rt和电化学扩散电阻Rc减小,合金活性提高。在4 mol/L KOH甲醇-水溶液中,随着甲醇含量的增加,合金耐腐蚀性能增强,但合金的开路电位和恒电流放电电压正移,电化学活性降低。当甲醇添加量为80%时,自腐蚀速率为0.048 mg·cm2·min-1,腐蚀形貌均匀;腐蚀电流密度4.16mA.cm-2,耐蚀性最优。向4 mol/L KOH甲醇-60%水溶液加入ZnO添加剂可抑制铝合金的腐蚀反应:当ZnO浓度为0.20mol/L时,缓蚀效果较好。同样ZnO降低了铝合金负极的电化学活性,放电稳定性降低,因此ZnO是一种负极抑制性缓蚀剂。在铝熔体中添加B2O3后,杂质铁含量由0.17%下降到0.15%,铝的自腐蚀速率由0.811 mg·cm-2-min-1 降低到 0.600 mg·cm-2·min-1,腐蚀电流密度由 40.1 mA·cm-2减小到35.5 mA·cm-2,耐腐蚀性能增强。开路电位正移约25 mV,交流阻抗谱拟合得到的电荷转移电阻Rt变大,电化学活性降低。
孟旭,李耀宗,王益成,张立静,王为[9](2018)在《Ce对铝-空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响》文中指出为了研究稀土元素对铝-空气电池阳极合金的影响,熔炼并制备了Al-Ce合金,通过测试合金的极化曲线,利用率以及交流阻抗等,研究了其在3 mol/L的KOH、质量分数为3%的NaCl溶液中的电化学性能。采用扫描电镜对在合金放电后的形貌进行观察,并使用能量散射X射线谱对合金表面进行面扫描分析。结果表明:稀土元素Ce的加入可以提高阳极电化学活性和利用率,但过量的Ce会导致电化学活性降低以及点腐蚀。随着Ce含量的增加,合金开路电位负移,电流密度增大,利用率升高。当Ce的质量分数为1%时,合金具有最佳的电化学活性以及最高的利用率,-1.2 V处的电流密度为-103.90 mA·cm-2,利用率为72.3%。
霍佳磊[10](2016)在《铝—空气电池用铝合金负极的合金化研究》文中研究表明面对能源紧缺、环境污染等重大问题,迫切需要开发新型绿色能源。铝-空气电池具有安全、廉价、环保的特点,是近年新型绿色能源的发展方向之一。铝合金作为铝-空气电池的负极,也是铝-空气电池研究的重点。本文采用量子化学计算的方法,从理论上计算了二元铝合金体系的能量,选出合金化元素。在此基础上,采用阳极极化曲线、恒流放电测试、利用率、XRD、XRF等方法,对冶炼的铝合金的结构和性能进行了表征,并将研制的铝合金组装进铝-空气电池,研究了电池的功率密度。量子力学计算表明,合金化元素Sn、Zn、Pb、Mg、Te、In、Ga与金属铝形成二元合金的能量由高至低的顺序为:Al(-450 eV)>Al-Sn(-489 eV)>Al-Zn(-665eV)>Al-Pb(-968 eV)>Al-Mg(-1369 eV)>Al-Te(-1457 eV)>Al-In(-1954 eV)>Al-Ga(-2447 eV)。Al-In和Al-Ga合金的活性最高。对研制的二元铝合金在碱性电解液中的性能测试结果表明,Al-In合金的开路电位最负,Al-0.13 In合金的开路电位为-1.58V。Al-Mg合金的阳极电流密度最高,Al-0.4Mg合金的阳极电流密度达到60.4mA/cm2。Al-Pb合金的利用率最高,Al-0.7Pb合金的利用率达到81.1%。所研制二元铝合金的阳极电流密度由小到大的排列排序为:Al-Te(42.4mA/cm2)<Al-Zn(43.4mA/cm2)<Al-Sn(44.4mA/cm2)<Al-Pb(44.5m A/cm2)<Al-In(45.7m A/cm2)<Al-Ga(48.8mA/cm2)<Al-Mg(60.4mA/cm2)。所研制二元铝合金的开路电位由正到负的排列排序为:Al-Te(-1.372V)<Al-Sn(-1.392V)<Al-Mg(-1.395V)<Al-Pb(-1.410V)<Al-Ga(-1.447V)<Al-Zn(-1.469V)<Al-In(-1.583V)。所研制二元铝合金的利用率由小到大的排序为:Al-In(72.6%)<Al-Zn(73.0%)<Al-Mg(75.1%)<Al-Ga(76.2%)<Al-Sn(80.5%)<Al-Pb(89.3%)。对研制的三种三元铝合金的电化学测试结果表明,Al-0.02Ga-0.7Pb合金的利用率最高,达到了80.2%。Al-0.5Pb-0.4Zn合金的开路电位最负,为1.490V。Al-0.5Pb-0.3Mg合金的阳极电流密度最高,为56.9mA/cm2。由三种三元铝合金组装成的铝-空气电池的功率研究表明,以铝合金Al-0.5Pb-0.3Mg为负极的铝-空气电池功率最高,功率密度达到了36.5m W/cm2。
二、电池用含稀土铝合金阳极性能的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电池用含稀土铝合金阳极性能的研究(论文提纲范文)
(1)稀土Yb及工艺处理对ADC12铝合金微观组织及腐蚀性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铝硅合金的简介 |
1.3 稀土元素在铝合金中的应用及发展 |
1.3.1 稀土铝合金的制备技术 |
1.3.2 稀土元素钪(Sc) |
1.3.3 稀土元素镱(Yb) |
1.4 铝硅合金的腐蚀性能研究 |
1.4.1 铝合金的腐蚀类型 |
1.4.2 稀土对铝硅合金腐蚀性能的影响 |
1.4.3 热挤压对铝硅合金腐蚀性能的影响 |
1.4.4 热处理对铝硅合金腐蚀性能的影响 |
1.5 本课题研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验方案 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验研究方案 |
2.2.1 ADC12+0.9wt.%Yb合金的制备 |
2.2.2 热挤压实验 |
2.2.3 热处理实验 |
2.3 合金的微观组织分析 |
2.3.1 光学显微镜(OM)组织观察 |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)分析 |
2.3.3 X射线衍射(XRD)物相分析 |
2.3.4 SKPFM分析 |
2.4 合金的腐蚀性能分析 |
2.4.1 浸泡腐蚀测试 |
2.4.2 电化学测试 |
第3章 稀土及热挤压对ADC12合金的微观组织及耐腐蚀性的影响 |
3.1 引言 |
3.2 微观组织分析 |
3.2.1 光学显微组织(OM)分析 |
3.2.2 扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)分析 |
3.3 腐蚀行为分析 |
3.3.1 合金的表面腐蚀形貌 |
3.3.2 极化曲线分析 |
3.3.3 电化学阻抗谱分析 |
3.4 讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 稀土及固溶处理对ADC12合金的微观组织及耐腐蚀性的影响 |
4.1 引言 |
4.2 微观组织分析 |
4.2.1 光学显微微观组织分析 |
4.2.2 扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)分析 |
4.3 腐蚀行为分析 |
4.3.1 析氢及失重测试分析 |
4.3.2 开路电位(OCP)及Tafel极化曲线分析 |
4.3.3 电化学阻抗谱分析(EIS) |
4.3.4 腐蚀形貌分析 |
4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 稀土及不同时效处理对ADC12合金的微观组织及耐腐蚀性的影响 |
5.1 引言 |
5.2 微观组织分析 |
5.3 腐蚀行为分析 |
5.3.1 开路电位(OCP)及极化曲线(Tafel)分析 |
5.3.2 电化学阻抗谱分析(EIS) |
5.3.3 腐蚀形貌分析 |
5.3.4 失重腐蚀速率 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)先进民用铝合金材料加工技术的研究与发展(论文提纲范文)
0前言 |
1 铝合金材料基础特性研究 |
2 民用铝合金材料的研究与设想 |
2.1 民用航空高性能铝合金 |
2.2 交通运输轻量化铝合金 |
2.3 3C电子铝材及其它铝合金 |
3 结束语与展望 |
(3)缓蚀剂对铝-空电池阳极电化学性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铝-空气电池发展历史 |
1.3 铝-空气电池阳极合金研究进展 |
1.3.1 合金元素添加的影响 |
1.3.2 金属氧化物的影响 |
1.3.3 热处理的影响 |
1.4 铝-空气电池空气阴极研究进展 |
1.4.1 贵金属型催化剂 |
1.4.2 钙钛矿型氧化物催化剂 |
1.4.3 金属氧化物催化剂 |
1.4.4 尖晶石型氧化物催化剂 |
1.5 铝-空气电池电解液研究进展 |
1.5.1 无机缓蚀剂 |
1.5.2 有机缓蚀剂 |
1.5.3 复配缓蚀剂 |
1.6 本文研究意义及内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料及仪器 |
2.2 合金制备 |
2.3 析氢测试 |
2.4 电化学测试 |
2.5 恒电流放电测试 |
2.6 表面形貌分析 |
2.7 量子化学计算 |
2.8 生长形貌模拟 |
2.9 蒙塔卡罗模拟 |
第三章 醋酸铈与L-谷氨酸复配对Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Ga阳极电化学性能影响研究 |
3.1 析氢实验测试结果 |
3.2 极化曲线 |
3.3 阻抗谱测试结果 |
3.4 形貌分析 |
3.5 恒电流放电测试结果 |
3.6 生长形貌模拟 |
3.7 DFT模拟结果 |
3.8 蒙特卡洛模拟结果 |
3.9 本章小结 |
第四章 氧化钙与L-天冬氨酸复配对AA5052阳极电化学性能的影响研究 |
4.1 析氢实验测试结果 |
4.2 极化曲线测试结果 |
4.3 阻抗谱分析结果 |
4.4 恒电流放电测试结果 |
4.5 表面形貌分析 |
4.6 理论研究 |
4.6.1 氢氧化钙生长形貌研究 |
4.6.2 钙离子和氢氧根离子在铝合金表面吸附的蒙特卡洛模拟 |
4.6.3 L-天冬氨酸的量子化学计算 |
4.6.4 L-天冬氨酸在铝(111)晶面以氢氧化钙(11?0)晶面吸附的蒙特卡洛模拟 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
发表文章目录 |
致谢 |
(4)轻合金-空气电池的研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 金属-空气电池的结构及机理 |
1.1 金属负极 |
1.2 电解质 |
1.3 空气电极 |
2 轻合金-空气电池的应用 |
2.1 铝-空气电池中的合金应用 |
2.2 镁-空气电池中的合金应用 |
3 轻合金-空气电池中存在的主要问题 |
3.1 腐蚀问题 |
3.2 钝化问题 |
3.3 电解液及空气电极存在的问题 |
4 结语与展望 |
(5)新型高强稀土Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金的阳极氧化及其抗腐蚀性能研究(论文提纲范文)
1 实验方法 |
2 结果与讨论 |
2.1 Al基体微观结构 |
2.2 化学预处理 |
2.3 阳极氧化工艺的影响 |
2.4 封孔工艺 |
2.5 最优阳极氧化膜的微观结构及耐蚀性表征 |
3 结论 |
(6)温度对镁合金牺牲阳极电化学行为影响与耐高温铝合金牺牲阳极的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电化学保护技术 |
1.3 牺牲阳极材料概述 |
1.4 温度对镁合金阳极电化学性能影响研究 |
1.5 耐高温铝合金阳极研究 |
1.6 本论文研究目的及意义 |
1.7 本论文研究内容 |
2.实验部分 |
2.1 实验药品及材料 |
2.2 试验介质 |
2.3 铝阳极熔炼 |
2.4 电化学行为测试方法 |
2.5 组织成分分析与腐蚀形貌观察 |
3.结果与讨论 |
3.1 温度对镁合金阳极电化学行为的影响 |
3.2 混合稀土对铝合金阳极高温电化学行为的影响 |
3.3 高温、高压介质中铝合金阳极电化学行为 |
3.4 小结 |
4.结论与展望 |
4.1 主要结论 |
4.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读学位期间发表的论文 |
(7)铝-空气电池用Al-Mg-Sn-Ga合金阳极材料研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 铝-空气电池结构及其工作原理 |
1.2.1 铝-空气电池结构 |
1.2.2 铝-空气电池工作原理 |
1.3 铝-空气电池阳极材料研究进展 |
1.3.1 Al–In系阳极合金 |
1.3.2 Al–Zn系阳极合金 |
1.3.3 Al–Sn系阳极合金 |
1.3.4 Al-Mn系阳极合金 |
1.3.5 Al-Ga系阳极合金 |
1.3.6 聚合物复合材料阳极合金 |
1.4 铝空气电池阳极材料类型 |
1.4.1 纯铝电池阳极 |
1.4.2 铝合金电池阳极 |
1.4.3 Al/AgO电池阳极 |
1.4.4 Al/MnO_2电池阳极 |
1.4.5 Al/H2O_2电池阳极 |
1.5 铝-空气电池阳极材料影响因素 |
1.5.1 合金化元素的影响 |
1.5.2 热处理的影响 |
1.6 本论文的研究目的和意义 |
1.6.1 本论文的研究意义 |
1.6.2 本论文的研究目的和创新点 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 合金成分设计及制备 |
2.1.1 铝合金阳极材料成分设计 |
2.1.2 铝合金阳极材料热处理工艺 |
2.1.3 铝合金阳极材料制备 |
2.2 实验方案 |
2.3 铝合金阳极材料显微组织 |
2.4 铝合金阳极材料电化学性能测试 |
2.4.1 腐蚀性能测试 |
2.4.2 开路电位性能测试 |
2.4.3 极化曲线性能测试 |
2.5 放电测试 |
第三章 Al-Sn-Ga-xMg阳极合金组织和性能分析 |
3.1 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金组织分析 |
3.2 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金自腐蚀速率及腐蚀形貌 |
3.3 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金开路电位 |
3.4 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金极化曲线 |
3.5 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg阳极合金电化学阻抗 |
3.6 本章小结 |
第四章 热处理对Al-Sn-Ga-Mg阳极合金性能影响 |
4.1 均匀化退火处理对Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的影响 |
4.1.1 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金组织分析 |
4.1.2 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的自腐蚀速率 |
4.1.3 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的开路电位 |
4.1.4 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的极化曲线 |
4.1.5 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的交流阻抗 |
4.2 去应力退火处理对Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的影响 |
4.2.1 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金组织分析 |
4.2.2 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金腐蚀性能 |
4.2.3 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的开路电位 |
4.2.4 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的极化曲线 |
4.2.5 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金的电化学阻抗 |
4.3 本章小结 |
第五章 Al-Sn-Ga-Mg合金阳极放电性能 |
5.1 Al-0.08Sn-0.08Ga-xMg合金阳极放电性能 |
5.2 均匀化退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金放电性能 |
5.3 去应力退火处理后Al-Sn-Ga-Mg阳极合金放电性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读硕士学位期间的科研成果 |
附件B 攻读硕士学位期间参与的科研情况 |
附件C 攻读硕士期间获得奖励情况 |
(8)铝-空气电池用Al-Sn-Ga-Bi-Ce合金负极性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铝-空气电池组成及工作原理 |
1.3 铝负极性能优化方法 |
1.3.1 合金化 |
1.3.2 添加缓蚀剂 |
1.3.3 热处理 |
1.4 铝合金负极活化机理 |
1.4.1 “溶解-再沉积”机理 |
1.4.2 表面自由能机理 |
1.4.3 “场逆”或“场促进”机理 |
1.4.4 离子缺陷机理 |
1.4.5 其它活化机理 |
1.5 铝合金负极研究进展 |
1.5.1 国内研究进展 |
1.5.2 国外研究进展 |
1.6 杂质铁元素对铝合金的危害 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 实验 |
2.1 实验试剂及仪器 |
2.2 铝合金负极成分设计及制备 |
2.2.1 铝合金负极成分设计 |
2.2.2 铝合金负极的制备 |
2.3 铝合金负极性能测试 |
2.3.1 微观组织和腐蚀形貌观察 |
2.3.2 自腐蚀性能测试 |
2.3.3 电化学性能 |
2.4 电解液添加剂的选择 |
2.5 B_2O_3除铁研究 |
第3章 Bi和Ce对负极性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Bi含量对Al-0.1Sn-0.1Ga合金负极性能的影响 |
3.2.1 Bi含量对微观组织的影响 |
3.2.2 Bi含量对自腐蚀速率及腐蚀形貌的影响 |
3.2.3 Bi含量对开路电位的影响 |
3.2.4 Bi含量对极化曲线的影响 |
3.2.5 Bi含量对交流阻抗图谱的影响 |
3.2.6 Bi含量对恒电流放电测试的影响 |
3.2.7 小结 |
3.3 Ce含量对Al-0.1Sn-0.1Ga-0.1Bi合金负极性能的影响 |
3.3.1 Ce含量对微观组织的影响 |
3.3.2 Ce含量对自腐蚀速率及腐蚀形貌的影响 |
3.3.3 Ce含量对开路电位的影响 |
3.3.4 Ce含量对极化曲线的影响 |
3.3.5 Ce含量对交流阻抗图谱的影响 |
3.3.6 Ce含量对恒电流放电测试的影响 |
3.3.7 小结 |
3.4 本章小结 |
第4章 电解液添加剂对负极性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 铝合金负极在KOH甲醇-水溶液中的性能 |
4.2.1 对自腐蚀速率和腐蚀形貌的影响 |
4.2.2 对开路电位的影响 |
4.2.3 对极化曲线的影响 |
4.2.4 对交流阻抗图谱的影响 |
4.2.5 对恒电流放电测试的影响 |
4.3 添加剂ZnO对负极性能的影响 |
4.3.1 对自腐蚀速率和腐蚀形貌的影响 |
4.3.2 对开路电位的影响 |
4.3.3 对极化曲线的影响 |
4.3.4 对交流阻抗图谱的影响 |
4.3.5 对恒电流放电测试的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 B2O_3除铁研究 |
5.1 引言 |
5.2 B_2O_3除铁理论分析 |
5.3 B_2O_3对铝熔体除铁效果分析 |
5.3.1 杂质铁元素含量分析 |
5.3.2 自腐蚀速率和腐蚀形貌分析 |
5.3.3 对开路电位的影响 |
5.3.4 对极化曲线的影响 |
5.3.5 对交流阻抗图谱的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)Ce对铝-空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响(论文提纲范文)
1 试验部分 |
1.1 铝合金的熔炼与电极制备 |
1.2 极化曲线和交流阻抗的测定 |
1.3 利用率的测定 |
1.4 成分及结构表征 |
1.5 放电性能的测定 |
2 结果与讨论 |
2.1 极化曲线分析 |
2.2 利用率分析 |
2.3 交流阻抗分析 |
2.4 放电性能 |
2.5 SEM分析 |
3 结论 |
(10)铝—空气电池用铝合金负极的合金化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 铝-空气电池 |
1.1.1 铝-空气电池工作原理 |
1.1.2 铝-空气电池的应用 |
1.2 铝空气电池的研究进展 |
1.2.1 铝合金负极活化机理 |
1.2.2 铝合金负极研究现状 |
1.2.3 空气正极的催化机理 |
1.2.4 空气正极的研究现状 |
1.3 铝-空气电池存在的问题 |
1.3.1 铝合金负极存在的问题 |
1.3.2 空气阴极存在的问题 |
1.4 论文研究内容及意义 |
第二章 研究方法 |
2.1 实验药品及仪器 |
2.2 铝合金的冶炼 |
2.3 电化学测试 |
2.3.1 试片的制作 |
2.3.2 电化学测试装置 |
2.3.3 阳极极化曲线测试 |
2.3.4 测试溶液 |
2.4 利用率测试 |
2.4.1 试片的制作 |
2.4.2 测试装置 |
2.4.3 测试方法 |
2.5 铝空气电池的功率测试 |
2.6 XRD测试 |
2.7 XRF测试 |
第三章 铝合金的量子化学模拟 |
3.1 模拟方法 |
3.1.1 基础理论 |
3.1.2 模拟软件 |
3.1.3 计算模型的建立 |
3.2 合金元素对铝合金体系能量的影响 |
第四章 二元合金化对铝合金负极性能的影响 |
4.1 研究方法 |
4.2 二元合金化对铝合金负极电化学活性的影响 |
4.2.1 元素Sn的影响 |
4.2.2 元素Zn的影响 |
4.2.3 元素Pb的影响 |
4.2.4 元素Mg的影响 |
4.2.5 元素Te的影响 |
4.2.6 元素In的影响 |
4.2.7 元素Ga的影响 |
4.3 二元合金化对铝合金负极利用率的影响 |
4.3.1 元素Sn的影响 |
4.3.2 元素Zn的影响 |
4.3.3 元素Pb的影响 |
4.3.4 元素Mg的影响 |
4.3.5 元素In的影响 |
4.3.6 元素Ga的影响 |
4.4 二元铝合金电化学活性比较 |
4.4.1 开路电位的比较 |
4.4.2 电流密度的比较 |
4.5 二元铝合金的利用率比较 |
4.6 二元铝合金的XRD分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 三元合金化对铝合金负极性能的影响 |
5.1 研究方法 |
5.2 三元合金化对铝合金电化学性能的影响 |
5.2.1 元素Pb对Al-0.02Ga合金电化学性能的影响 |
5.2.2 元素Mg对Al-0.5Pb合金电化学性能的影响 |
5.2.3 元素Zn对Al-0.5Pb合金电化学性能的影响 |
5.3 三元合金化对铝合金利用率的影响 |
5.3.1 元素Pb对Al-0.02Ga-Pb合金利用率的影响 |
5.3.2 元素Mg对Al-0.5Pb-Mg合金利用率的影响 |
5.3.3 元素Zn对Al-0.5Pb-Zn合金利用率的影响 |
5.4 三元铝合金结构和成分分析 |
5.4.1 XRD分析 |
5.4.2 XRF分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 铝-空气电池的功率研究 |
6.1 不同铝合金对铝-空气电池功率的影响 |
6.2 铝-空气电池功率与放电温度的关系 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
四、电池用含稀土铝合金阳极性能的研究(论文参考文献)
- [1]稀土Yb及工艺处理对ADC12铝合金微观组织及腐蚀性能的影响[D]. 贺佳佳. 南昌大学, 2021
- [2]先进民用铝合金材料加工技术的研究与发展[J]. 林顺岩,林林,温庆红,程思梦,李霜,杨仕英. 铝加工, 2020(06)
- [3]缓蚀剂对铝-空电池阳极电化学性能影响研究[D]. 康庆鑫. 东北石油大学, 2020(03)
- [4]轻合金-空气电池的研究进展[J]. 姚万鹏,曹福勇,李焰,齐建涛. 材料导报, 2020(13)
- [5]新型高强稀土Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金的阳极氧化及其抗腐蚀性能研究[J]. 王英君,刘洪雷,王国军,董凯辉,宋影伟,倪丁瑞. 中国腐蚀与防护学报, 2020(02)
- [6]温度对镁合金牺牲阳极电化学行为影响与耐高温铝合金牺牲阳极的研究[D]. 刘婷. 华中科技大学, 2019(03)
- [7]铝-空气电池用Al-Mg-Sn-Ga合金阳极材料研究[D]. 泉贵岭. 昆明理工大学, 2019(04)
- [8]铝-空气电池用Al-Sn-Ga-Bi-Ce合金负极性能的研究[D]. 高山山. 东北大学, 2018(02)
- [9]Ce对铝-空气电池阳极电化学活性及自腐蚀的影响[J]. 孟旭,李耀宗,王益成,张立静,王为. 化学工业与工程, 2018(06)
- [10]铝—空气电池用铝合金负极的合金化研究[D]. 霍佳磊. 天津大学, 2016(02)