一、金属阳极表面活性及电化学特性评价（论文文献综述）
韩晓禹[1]（2021）在《基于金属阳极电池电絮凝系统的构建与脱氮除磷效能研究》文中进行了进一步梳理随着城市化进程的加快,城市污水排放总量逐年增加,而相关排放标准日趋严格,因此开发“高效节能”的污水处理技术具有重要的现实意义。电絮凝（Electrocoagulation,EC）技术是一种电化学污水处理方法,具有适用范围广、反应时间短、絮体稳定易分离、污泥产率低、无二次污染等优点,受到研究者的广泛关注。但是其高能耗、电极钝化导致水处理效率降低等缺点限制了其广泛应用。基于此,本论文将金属电池应用于电絮凝技术中,开发了新型金属电池电絮凝反应器,系统考察了不同工艺因素对水中氮、磷、有机物等污染物去除的影响。使用该技术不仅高效的解决了污水中氮磷去除难的问题,且在处理过程中释放电能,极大降低了系统的整体运行能耗。本文首先构建了单室金属阳极空气阴极的电池电絮凝系统,金属阳极分别为铁网和铝网,阴极为辊压式空气阴极。在该系统中,利用金属阳极与空气阴极之间电势差形成电池,电池放电同时产生絮凝剂。实验结果表明:当空气阴极与金属阳极电极间距为2 cm、外阻为10Ω、Na Cl浓度为10 mmol/L、反应时间为30mins的条件下,铁网做阳极的电池可实现98%以上的磷酸盐去除率;当铝网做阳极时,反应50 mins可实现98%以上的磷酸盐去除率,使磷浓度满足排放标准。分析不同参数对除磷效果的影响表明:外电阻和电解液电导率是影响除磷效果的主导因素,降低电池外阻和提高电解液电导率均可使电池电流升高,金属絮凝剂生成速率提高,从而提高絮凝除磷效率。电解液初始p H值对除磷效果影响较小表明金属空气电池电絮凝除磷具备较广泛的适用场景,可实现多种类型废水的处理与净化。基于单室金属空气电池构型,本论文进一步考察了其处理实际生活污水时的效能。在初始p H为酸性（p H=5）、反应时间60 mins、外阻为10Ω时,磷酸盐去除率达到96.6%,浓度小于0.5 mg/L,达到生活污水排放标准。同时,实现了55.6%的COD的去除率以及68.5%的浊度去除率。分析不同运行条件对生活污水处理效果影响表明:当系统以小电阻高电流状态运行时,可实现高效的磷酸盐去除,提高搅拌速率亦利于磷酸盐的去除。另外,铝空气电池表现出了较好的产电性能,在外阻5Ω时,放电电流达到了33.2 m A。本研究详细解析了金属空气电池电絮凝去除磷酸盐的机制,为金属空气电池进一步应用提供了重要的理论依据。为进一步实现氮的高效去除,本论文构建了铁阳极耦合硝化及反硝化生物阴极的金属阳极-生物阴极电池处理系统,充分发挥生物阴极对氮的高效去除效能,实现氨氮与磷的同步去除。实验结果表明:硝化和反硝化生物阴极成功与金属阳极电絮凝系统实现了耦合,硝化和反硝化生物阴极的最大功率密度分别达到6.0W/m3和6.6 W/m3。在该系统中,通过铁阳极絮凝去除了97.4±0.6%磷酸盐以及99.2±0.5%悬浮物质（藻类）,在硝化生物阴极室中,在6.0小时内实现了95.3±1.4%的氨氧化,氨氮主要转化为硝态氮,在反硝化阴极中,运行6小时,硝酸盐去除率为61.0±1.8%,若延长反应时间,10.0小时内实现了88.2±2.5%的硝酸盐还原,主要产物为氮气,上述结果表明铁阳极耦合硝化和反硝化生物阴极的电絮凝过程可实现污水中氮磷的同步高效去除。此外,微生物群落结构分析表明,氧化氨氮的硝化细菌主要包括Acinetobacter sp.,Phycisphaera sp.和Nitrosomonas sp.等,生物阴极上实现反硝化的的优势菌种为Planococcus sp.,Exiguobacterium sp.和Lysinibacillus sp。最后,基于金属空气电池的运行过程可实现产电及产絮凝剂的性能,构建了金属空气电池与微生物电解池（microbial electrolysis cells,MEC）的耦合系统处理废水中的氮磷和有机物。在该系统中,金属空气电池作为MEC的电源,在实现系统内电能自给的同时电池絮凝与MEC共同作用处理污水,提高了出水水质,同时在MEC中实现了污水中部分能量以氢气方式的回收。实验结果表明:以铝空气电池驱动MEC时,MEC可实现模拟废水中75±1%的COD去除,进一步利用电池产生的铝絮凝剂处理MEC出水,其COD去除率可提升至82±1%,同时获得0.19±0.01 m3-H2/m3/d的氢气产率。在利用铁空气电池-MEC系统处理养猪废水时,用电池产生的絮凝剂对养猪废水进行絮凝预处理,实现了对氨氮、COD、SS和浊度的去除,其去除率分别达到54±3%、27±2%、49±1%和34±3%,MEC处理后COD去除效率提升至98±0.2%,同时实现了0.057m3-H2/m3/d的氢气产率。上述结果表明,金属空气电池耦合微生物电解池系统可实现污染物去除的同时,回收能源物质,实现“高效低耗”的污水处理目标。本论文将金属电池用于电絮凝,解决了传统电絮凝能耗高的问题,为污水低碳节能处理提供新的方法和思路。
赵天宇[2]（2021）在《磷酸氢二钠/硫酸钠水合盐中典型金属的腐蚀和缓蚀机理研究》文中研究表明水合盐相变蓄热材料因具有热效率高和相变温度适中的特点,受到研究者们的广泛关注。然而,无机水合盐会对金属容器产生腐蚀,导致容器受损,降低其使用效率。因此,必须深入分析水合盐相变材料对金属材料的腐蚀机理,及其抑制措施,才能提高蓄热系统的安全性和可靠性。本文采用电化学方法与表面检测相结合,研究了Na2HPO4·12H2O-Na2SO4·10H2O复合水合盐相变蓄热材料在熔融态对316不锈钢、1060铝和铜的腐蚀机理,以及添加席夫碱化合物和咪唑啉衍生物后体系的缓蚀机理。此外,还采用量子化学计算和分子动力学模拟探究了席夫碱缓蚀剂-铝体系和咪唑啉缓蚀剂-铜体系中分子间的相互作用,以期综合分析其缓蚀机理。研究表明,在Na2HPO4·12H2O-Na2SO4·10H2O熔融盐介质中,316不锈钢表面被快速钝化,形成一层致密的钝化膜,而铜和1060铝试样表面发生了不同程度的活性溶解。铜表面的阳极活化电位区最宽,后期金属基底的阳极溶解速率被覆盖在其表面的盐沉淀所减缓,而基体表面未被盐沉淀覆盖的部分出现火山口状腐蚀坑。起到物理屏障作用的沉淀盐主要由Cu HPO4·n H2O,Cu SO4·n H2O和Cu2O构成。1060铝表面的天然钝化膜被水合盐介质中的氢氧根离子完全溶解,表面被严重侵蚀,结构疏松多孔,主要腐蚀产物为Al（OH）3,Al PO4·n H2O和Al2（SO4）3·n H2O。316不锈钢在水合盐介质中的界面电荷转移电阻最大,腐蚀电流密度最小,耐蚀性最好。T33、T45、T46和T49四种席夫碱缓蚀剂均可有效抑制1060铝在Na2HPO4·12H2O-Na2SO4·10H2O水合盐中的腐蚀,且缓蚀效果依赖其添加浓度。当缓蚀剂浓度提高时,1060铝表面的极化电阻增大,铝/水合盐介面间的活化反应速率减缓。其中,以T46席夫碱的缓蚀效率最高,浸泡在该缓蚀体系中的1060铝表面润湿性最差,表面腐蚀痕迹最浅。分子力学和量子化学计算表明,席夫碱分子结构中的O和N杂原子为亲核位点,具有较高的反应活性,倾向于在金属表面进行优先吸附。各席夫碱分子与铝表面的吸附能大小依次为T46>T49>T45>T33。T46席夫碱因分子链结构柔性最好,同时具有最大偶极矩和最小分子前线轨道能隙,因此缓蚀性能最佳。合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂,2-（2-十五烷基-4,5-二氢-1H-咪唑-1-基）乙醇（PDIE）,并利用该缓蚀剂对铜在Na2HPO4·12H2O-Na2SO4·10H2O水合盐介质中的腐蚀进行了抑制。电化学测试表明,PDIE化合物的缓蚀效率与浓度有关,在添加0.5m M时效果最佳。添加PDIE可有效抑制铜表面的阳极活性溶解,PDIE分子可以在铜表面自发地进行吸附,在物理吸附和化学吸附的共同作用下,大面积覆盖住活性金属基体,提高了铜/水合盐反应界面间电荷转移电阻,从而减缓了铜试样的腐蚀速率。量子化学计算和分子动力学模拟结果表明,PDIE分子结构中的咪唑啉环和杂原子为反应活性位点,对PDIE分子在铜表面的化学吸附起到促进作用,同时,其分子尾链的烷基非极性基团在水合盐组份作用下会产生扭曲变形,在吸附过程中背离金属表面,产生物理遮蔽效果,对腐蚀介质中侵蚀性粒子向铜表面的迁移起到阻碍作用。
徐凌云[3]（2021）在《电沉积技术在锂金属二次电池及三价铬硬铬电镀中的应用研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着电化学的研究范围不断扩大,电化学技术的不断提高和创新,电化学工业也随之取得了一系列的发展和变革。传统的电化学工业如电镀工业、氯碱工业、电化学冶金工业,面临的挑战主要是节能、降耗、减排和增效。新兴电化学工业,如电池工业、有机电合成工业、高端电子制造工业,面临的挑战是亟需发展原创体系和引领技术。电化学沉积是众多新兴和传统电化学工业中不可或缺的关键技术,在高比能量二次电池和绿色电镀中也发挥着重要作用。本文利用电沉积的理论和方法,研究了能源和环境领域中两个亟需解决的挑战性难题,即锂金属二次电池中的无枝晶锂沉积和三价铬电镀中的硬（厚）铬沉积。锂（Li）金属被认为是未来高比能量二次电池理想的负极材料。然而锂金属电极与电解液之间极其不稳定的界面通常导致不可控的枝晶生长和较低的锂沉积/溶解库伦效率,阻碍了其在锂金属电池（LMB）中的实际应用。在第三章中,提出了一种方便可行的策略,将12-Crown-4醚作为整平添加剂引入电解质中,以从根本上消除锂枝晶生长的自放大效应。具有低电子接受能力、高还原稳定性的锂-添加剂络合物优先吸附在锂金属表面突起的尖端处,因此可以有效地调节局部极化电阻并改善电流密度分布的均匀性。基于此原理,开发了一种包含氟代碳酸乙烯酯（FEC）溶剂和12-Crown-4醚添加剂的自整平电解质。在该电解液下实现了致密无枝晶的锂金属电沉积,并有效改善了固体电解质膜（SEI）的表面化学及金属/电解质的界面稳定性,从而显着提高了Li||Cu半电池的库仑效率（98.47%）和Li||Li对称电池的循环稳定性。此外,装配该电解质的Li||Li Fe PO4全电池在极高的活性物质负载量(12.5 mg cm-2)下,在0.5 C倍率循环100周后仍保持98%的初始容量。这种自整平电解质不仅为抑制锂枝晶生长提供了一种有效的策略,也为用于锂金属电池的电解质添加剂的开发提供了指导。三价铬电镀作为一种绿色环保电镀,被认为是最有可能替代六价铬电镀的镀种之一。然而,三价铬离子在水溶液中的电还原过程不能持续进行,沉积的镀层厚度难以超过10μm,限制了镀层的功能性应用。在第四章中,开发了一种包含草酸、酒石酸和尿素三元络合剂的新型三价铬电镀液,用于硬铬电镀。实现了厚度超过30μm,均匀致密,较高硬度和耐蚀性的光亮硬铬镀层沉积。电沉积实验和第一性原理计算结果表明,二价铬中间体的电还原活性对沉积反应的持续进行起着至关重要的作用,络合剂的组分影响了二价铬中间络合物离子的几何构型和电子接受能力。传统三价铬镀液中,二价铬羟基络合物的大量生成和累积阻碍了三价铬离子的持续电还原,使镀层难以增厚。而在三元络合剂镀液中,电活性的二价铬络合物较高的电子亲和能,有利于直接电还原为金属铬。其次,尿素配体dsp2杂化类型的二价铬羟基络合物具有显着的空间位阻效应,阻碍了羟基络合物转化为羟基桥接聚合物。此外,在多元络合剂镀液中配体交换反应将会大大增强,导致二价铬离子与有机配体和羟基配体之间发生竞争性的络合,进一步抑制了电解过程中二价铬羟基络合物的形成。三元络合剂镀液这些优点使三价铬的电沉积反应能持续进行,最终得到较厚的铬镀层。
宋子豪[4]（2021）在《高面容量金属镁负极沉积/溶解性能研究及其电沉积载体设计》文中研究说明随着锂离子电池的能量密度逐渐趋近其极限值,镁、铝、锌等多价离子金属电池逐渐受到人们的重视。具有潜在高能量密度的金属镁电池(金属镁负极体积比容量为3833 m Ah cm-3)近年来被研究者认为是一类具有前景的电池体系,此外,金属镁负极凭借其丰富的储量,低廉的价格和更高的安全性能一直受到科研人员和相关企业的广泛研究和关注。然而金属镁负极的规模应用仍面临诸多挑战:一方面,金属镁负极在实际电流密度和面容量条件下的沉积/溶解性能以及电极-电解液界面结构仍然不明晰;另一方面,高电流密度和高面容量条件下金属镁电沉积/溶解过程的可控调节及其相关机理也鲜有研究。上述两方面问题严重影响着金属镁电池的可逆容量发挥和循环寿命,针对上述问题,本论文研究了不同镁电解液中金属镁的沉积/溶解过程及电极-电解液界面组成,进一步构筑了三维氮/氧共掺杂碳纳米纤维阵列结构,实现了金属镁的“填充式”生长及较小电化学势垒,具体研究内容如下:（1）镁金属-电解液界面和沉积物形态研究。在高电流密度和高面容量条件下,研究了四种电解质中Mg沉积/溶解性能以及金属镁-电解液界面化学组成。实验结果表明,在10 m Ah cm-2的高面容量下,使用上述电解质的Mg//Cu不对称电池的循环寿命会大大缩短（少于10个循环）。进一步的光学和电子显微镜分析表明,在金属镁溶解过程中会形成大的多孔阵列状和半球形的腐蚀坑,在随后的金属镁沉积过程中,金属镁晶核优先形成松散连接的大聚集体,而不是均匀坚固的膜状沉积物。相互连接的颗粒状金属镁沉积物易于渗透到多孔隔膜中,进而导致电池内部短路和失效。X射线光电子能谱结果表明,电沉积产物从表面区域到内部区域都存在金属Al的共沉积,而Mg沉积物的近表面则存在含Cl的界面产物。（2）电场匀化、几何限域与化学吸附的协同耦合作用及其对金属镁电沉积/溶解过程的调控机制研究。本章节设计了一种三维（3D）亲镁阵列结构电极,该阵列结构电极能够通过均化电场分布、几何限域以及化学吸附三者物理化学效应的协同耦合来调节金属镁的电沉积/溶解过程。首先,采用电沉积-高温煅烧法制备了具有垂直排列的氮/氧共掺杂碳纳米纤维阵列（称为“VNCA@C”）电极。通过实验结合理论计算表明,均匀排列的短纳米阵列有助于使表面电流密度均匀化,并且3D阵列结构中的微通道由于具有凹表面特性可以通过几何限域效应促进金属Mg的优先成核,此外,氮/氧掺杂碳缺陷对Mg原子表现出强化学吸附作用,丰富的缺陷位点为镁提供了优先的成核位点,促进其均匀沉积。实验结果表明,金属镁以一种独特且高度可逆的微通道填充模式进行可逆沉积/溶解,所制备的VNCA@C载体表现出低成核过电势(在10.0 m A cm-2时为429 m V,而纯碳布电极和铜箔电极在相同电流密度下为718 m V和610 m V)和高度可逆的Mg沉积/溶解循环过程。
史林军[5]（2021）在《海洋环境中三金属电偶腐蚀行为研究及有限元模拟》文中指出目前关于电偶腐蚀的研究主要集中在双金属偶对,虽然三金属偶对也普遍存在于海洋工程应用中,但相关的研究却鲜有报道。为了探究三金属电偶腐蚀的基本规律,本文选择了工业中应用最广泛的三种金属,2024铝合金、Q235碳钢和304不锈钢作为研究材料。通过对该三金属偶对的电偶腐蚀探究,可以澄清三金属电偶腐蚀与双金属电偶腐蚀的差异,并明确三金属电偶腐蚀的基本规律,为高可靠性海洋装备的合理选材与结构设计提供理论指导。本论文先通过实验确定了合适的三金属电偶腐蚀实验方法,再针对海洋环境（包括海洋浸泡环境和海洋大气环境）中的三金属电偶腐蚀展开系统的研究。在海洋浸泡环境中,构建三金属电偶腐蚀的数学模型和有限元模型,通过不同氧浓度和不同阴阳极面积比条件下的零电阻电流结果验证上述模型的可靠性,并总结氧浓度以及阴阳极面积比对三金属电偶腐蚀的影响规律。在海洋大气环境中,构建薄液膜下三金属电偶腐蚀的有限元模型,并通过实验验证模型的可靠性。利用该有限元模型研究不同薄液膜厚度和不同电极尺寸对三金属电偶腐蚀的影响。在此基础上,模拟薄液膜蒸发过程,研究薄液膜蒸发过程中电极尺寸和蒸发速率对三金属电偶腐蚀的影响。考虑到三金属偶对的复杂性,本论文设计并制备了一种可拼接阵列电极,结合多通道电偶腐蚀测试装置能有效提升三金属电偶腐蚀的评价效率。利用该装置研究了氧浓度和阴阳极面积比对三金属电偶腐蚀的影响。研究显示,在海洋浸泡环境中,三金属偶对的电偶电位和电流密度与阴阳极面积比之间分别满足对数关系和幂函数关系。其中,电位最负的2024始终作为阳极,电位最正的304始终作为阴极,而溶液酸碱度、氧浓度和阴阳极面积比的变化都会导致处于中间电位的Q235发生阴阳极极性转换。此外,电偶腐蚀不仅会加速阳极金属的腐蚀溶解,还会导致2024的腐蚀形态从点蚀转变为晶间腐蚀;但Q235的腐蚀形态始终是均匀腐蚀,这主要取决于阳极金属自身的组织均匀性。在海洋大气环境中,薄液膜厚度的变化主要会影响氧扩散的路径和电解质的溶液电阻。当电极尺寸较小时,氧扩散路径的减小占主导地位,电流密度随薄液膜减薄不断增大。随着电极尺寸的增大,溶液电阻的分压作用逐渐加强,在薄液膜较薄时逐渐占据主导地位,导致电流密度随薄液膜厚度减薄呈现先增大后减小的趋势。甚至,溶液电阻的分压作用会导致Q235电极表面不同位置会出现阴阳极极性的分化。在薄液膜蒸发过程中,当电极尺寸较小时,溶液电阻较小,电极表面反应主要受氧的双重作用。蒸发前期,氧扩散路径的减小占主导地位,电偶电流密度不断增大;蒸发后期,电解质中饱和氧浓度的降低占主导地位,电偶电流密度不断减小。电极尺寸的增大会强化溶液电阻的分压作用,导致平均电偶腐蚀率的减小,但同时也会加剧电偶腐蚀的边界效应,导致靠近阴极电极表面的阳极金属腐蚀加剧。蒸发速率的变化并不会改变三金属偶对在蒸发到对应厚度下的腐蚀动力学行为,但会影响三金属偶对蒸发到不同时间的电偶腐蚀程度。
王承涛[6]（2020）在《多因素影响下地铁杂散电流腐蚀行为及预测模型研究》文中认为随着我国城镇化进程的不断推进,城市交通拥堵问题成为制约城市发展的一大因素。为了有效解决这一问题,地铁、轻轨等城市轨道交通系统因其运量大、环保、节约空间等优点,逐渐成为城市公共交通的支柱。在地铁运营过程中,会产生一种广泛存在于地铁系统主体结构和周围地下环境中的电流泄漏现象,称之为地铁杂散电流,其本质是由于地铁直流牵引回流系统对地绝缘性能下降。地铁杂散电流会对线路周围的埋地金属管线产生严重的电化学腐蚀影响,造成埋地金属管线的管壁减薄,严重时能够导致埋地金属管线的穿孔,导致天然气、煤气、航空燃油等危险运输介质的泄漏,进而可能诱发爆炸、火灾等安全事故。因此,研究杂散电流对埋地管线的电化学腐蚀现象不仅能够提高地铁系统的可靠性,而且能够降低城市埋地管线运输系统的安全风险。地铁系统是我国城市公共交通的未来发展方向,研究杂散电流腐蚀行为是深入理解杂散电流腐蚀演化规律的基础。由于地下环境的复杂特性,常用监测手段难以适用,探索新型腐蚀评估和预测方法对于判断埋地管线的当前腐蚀状态和未来发展趋势具有重要的工程实际意义。因此,深入研究地铁杂散电流腐蚀演化规律及其形成机理,并探究在此基础上腐蚀评估和预测方法,是实现地铁系统安全运营、埋地管线运输系统可靠服役的关键课题。本文在国家自然科学基金项目的资助下,结合埋地管线在受杂散电流腐蚀影响下的实际工况,以电化学实验为基本研究方法,同时借助信号处理方法、机器学习算法等手段深入开展多因素影响下的地铁杂散电流对埋地管线的电化学腐蚀行为及预测模型的研究。研究工作主要包括:（1）分析了地铁直流牵引系统和负回流系统架构,总结了地铁杂散电流的形成原因。探讨了地铁杂散电流腐蚀环境因素,并通过埋地钢筋的杂散电流腐蚀实验获得了地铁杂散电流腐蚀的宏观特征,为进一步开展电化学实验奠定了基础。设计了杂散电流电化学腐蚀行为模拟加速实验,介绍了所使用的Q235A试样的化学组成和制备方法、溶液制备过程和方法、电化学实验系统以及电化学测试内容和具体步骤,同时设计了杂散电流干扰下土壤电解质中的挂片实验。（2）分析了模拟加速实验和挂片实验结果。首先分别探讨了NaCl溶液、NaCl-Na2SO4溶液和NaCl-Na2SO4-NaHCO3溶液中的杂散电流腐蚀极化特性,分析了不同外界因素对于腐蚀电流密度和线性极化电阻的影响规律。其次分别分析了NaCl溶液、NaCl-Na2SO4溶液和NaCl-Na2SO4-NaHCO3溶液中的电化学阻抗谱特性,包括Nyquist图和Bode图特征、等效电路拟合结果、等效电路电气参数变化规律及其与电化学腐蚀演化规律的对应关系,以及不同外界因素对于阻抗谱的影响规律。分析了不同外界因素影响下的腐蚀表面形貌以及腐蚀产物与金属基底间的界面结构,探索了杂散电流作用下的电化学腐蚀行为机理和发展规律,划分了腐蚀阶段。分析了土壤环境下杂散电流腐蚀模拟实验结果,并验证了电解质溶液环境的加速实验有效地模拟了实际环境中的杂散电流腐蚀。（3）研究了直流漂移消除参数对于时域和频域电化学噪声信号的影响,探究了杂散电流腐蚀电化学噪声的混沌特性,分析了模拟杂散电流腐蚀电化学噪声信号时域和频域特性,探讨了不同外界因素对于电化学噪声频域信号特征参数的影响。基于杂散电流腐蚀电化学噪声信号的小波变换结果,提出了基于电化学噪声的杂散电流腐蚀速率评估方法,研究了不同外界因素影响下不同分解层层能量的变化规律,以对数处理后的第一层至第六层分解层能量之和为基本参数,探究了其与不同外界因素影响下腐蚀速率的相关性。（4）鉴于QPSO优化算法的固有缺点,提出了结合平均最好位置和莱维飞行的QPSO改进算法LWQPSO,通过标准测试函数Ackley、Griewank、Bohachevsky1和Bohachevsky2验证了所设计算法的性能改进效果。设计了基于LWQPSO的人工神经网络回归预测算法流程及结构框架,建立了基于模拟加速实验测量结果的腐蚀电流密度预测数据集,构建了基于LWPQSO-NN的腐蚀电流密度预测模型并进行了神经网络训练。基于LWQPSO-NN算法的预测结果,分析了种群规模、最大迭代次数、线性和非线性收缩扩张系数下降策略参数对平均预测精度和精度稳定性的影响,确定了不同参数的精度敏感性。比较了LWQPSO-NN算法相比于BPNN、QPSO-NN和WQPSO-NN在精度和稳定性上的提升,并以杂散电流腐蚀问题为前提证明了LWQPSO-NN算法在腐蚀电流密度预测问题上的性能优势。本论文有图121幅,表42个,参考文献166篇。
李维征[7]（2020）在《Fe-Co-GDC复合阳极材料的制备及其电性能研究》文中认为固体氧化物燃料电池（SOFC）是新一代的高效能源发生装置。其阳极材料是SOFC三个重要构件之中最为关键的组成部分,阳极催化性能的优劣直接决定了电池对外做功的能力,故探索寻求良好的阳极材料是十分必要的。本文采用甘氨酸-硝酸盐法制备Fe-GDC和Fe-Co-GDC阳极材料,其中Fe和Co物质的量比分别为9:1,8:2,7:3,6:4,5:5,4:6,共6种。深入研究Fe-GDC和Fe-Co-GDC复合阳极材料的制备及其电性能。Fe-GDC粉体在经过800℃焙烧2小时后,物相表征显示得到Fe2O3和GDC两相,经H2还原后,得到Fe和GDC两相。将Fe-GDC粉末压制成条,900℃-1300℃下焙烧,氢气还原后采用直流四电极法测试电导率。电导率随测试温度的升高而降低,随烧结温度升高而提高。考虑后续加入的Co低熔点特性,同时SOFC对阳极最低电导率要求(≥100S·cm-1),选择1200℃为最宜烧结温度。实验结果表明750℃时电导率为210.24S·cm-1。通过扫描电镜观察在表面和断面均可观察到均匀的孔洞,这有利于阳极更加充分与燃料接触,扩大接触面积,提高其电性能。Fe-GDC材料热膨胀系数约为10.84×10-6K-1,其数值与GDC电解质的热膨胀系数11.16×10-6K-1较为接近。对还原前后的Fe-Co-GDC（Fe与Co物质的量比分别为9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6）进行物相表征,主要存在Fe2O3,CoFe2O4,GDC三种相。Fe2O3和CoFe2O4还原成Fe、CoFe固溶体两相。Fe-Co-GDC与电解质GDC具有良好的热匹配性,其中热膨胀系数呈现随着Co的含量先增大后减小的趋势,Fe0.6Co0.4-GDC阳极热膨胀系数为11.74×10-6K-1。采用丝网印刷方法组装电解质支撑型固体氧化物燃料单电池,阳极为Fe-GDC和Fe-Co-GDC,电解质为GDC,阴极为La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O2.7-GDC（30wt%）,湿氢气作为燃料气。采用两电极法测试单电池电化学性能。通过电池输出特性曲线可知,最大输出功率密度随着Co的加入先升高后降低,其中Fe与Co物质的量比6:4为最佳比例,在750℃下最大输出功率密度为168.94mW·cm-2,比Fe-GDC(40.02mW·cm-2)性能高约4倍。适量Co的加入生成了CoFe2O4,还原后形成了CoFe固溶体,大幅度提高了电池性能,其单电池的极化阻抗最小为0.313Ω·cm2。
刘倩雯[8]（2020）在《Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12固态电解质及其复合正极界面的研究》文中研究指明近来,不可燃的固体电解质受到众多研究者的关注,主要原因是:（1）可以使用锂金属作为负极实现更高的能量密度;（2）固态电解质的高剪切模量可以抑制锂枝晶,解决安全问题。但是随着研究的深入,固态电池也迎来了许多新的挑战。比如固态电解质的低离子电导率甚至是由于工艺的不同导致所制备材料的离子电导率参差不齐;又比如固态电池的高界面阻抗也限制了固态电池的进一步发展。无机氧化物电解质具有优异的热稳定性和化学相容性,有望成为固态锂离子电池的潜在候选者。但不幸的是,实验中所制备的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12（LLZTO）离子电导率远低于理论值,这是因为离子电导率与许多因素有关,比如晶粒尺寸,致密度和烧结工艺等。基于以上的事实,我们的工作旨在设计具有不同表面微结构和内部迂曲度的氧化物固态电解质LLZTO,研究尺寸效应对于致密度、离子电导率以及锂枝晶的影响。具体的,我们分别以纳米级、微米级和微纳米混合颗粒为主制备氧化物固态电解质,结合纳米CT技术和电化学分析技术,实验发现:微纳米混合电解质中的大颗粒在一定程度上抑制了小颗粒的异常长大,小颗粒有效地填充了大颗粒之间的空隙,电解质表面的孔隙率由单一粒径的15%降低到3%,离子电导率由2.96×10-5 S·cm-1提高到7.11×10-5 S·cm-1,相应的临界电流密度由75μA·cm-2增加到100μA·cm-2,意味着抑制锂枝晶的能力有所提高。这一设计和结论将可能为提高固态电解质的离子电导率提供一种简单有效的实验思路。固体电解质与活性物质表面之间的“点对点”接触控制界面离子扩散,并严重影响全固态锂离子电池的电池性能。在这里,我们设计了一种“开源节锂”的新型微观结构,用以模拟“二次颗粒”内部引入快离子导体时的离子传输机制。通过同步辐射三维重构技术,结合电化学数据和和TXM-XANES技术对比快离子导体LLZTO分布在“二次颗粒”Li Fe PO4（LFP）的内部（LFP@LLZTO）和外部（LFP+LLZTO）。实验发现:循环30圈后,LFP@LLZTO的极化电压不到LFP+LLZTO的一半,说明LFP@LLZTO内部电阻较小。另外,LFP+LLZTO在80圈后放电比容量几乎为0 m Ah·g-1,而LFP@LLZTO在200圈后仍保持100 m Ah·g-1的放电比容量,具有较优异的电化学稳定性。这种在正极二次颗粒的原位合成过程中引入快离子导体的设计思路将有利于提高固态电池的电化学性能。
王明佳[9]（2020）在《高弹性合金钢3J33B微小孔精密电解磨削加工技术研究》文中研究指明电解磨削加工作为一种复合加工技术,其充分发挥了电解加工技术和机械磨削技术的优势,对于难加工材料的加工,其具有很强的适应性。电解作用和机械磨削作用的有效复合,可以实现难加工材料上微小孔的高精度、微应力和低损伤加工。目前电解磨削复合加工技术的研究主要集中在加工工艺和装备研制方面,很少对该加工过程中电解作用和磨削作用匹配的有效性进行研究,因此需要对复合加工的有效性展开进一步的研究。本文开展了高弹性合金钢3J33B微小孔电解磨削技术研究,分析了材料的极化特性和钝化特性,在该材料上进行微小孔的电解磨削工艺实验,开展主要参数对孔加工质量的影响研究,研究内容如下:（1）通过电化学工作站测试材料在各钝性电解液中的极化特性,研究电解液成分和质量分数对极化特性的影响,并对恒电位极化后的工件表面性质进行分析,选择易于形成致密均匀钝化膜的电解液。（2）研制了电化学实验平台,研究电化学作用参数（时间、电压、电解液浓度）对钝化膜厚度和形貌的影响规律,为实际加工过程中材料表面钝化膜的定量分析提供依据。在实际加工中预测钝化膜厚度,为精密电解磨削加工工艺参数选取提供依据,提高加工效率和质量。使用EDS检测该材料表面钝化膜的元素成分,研究钝化膜的主要组成及钝化机理。利用显微硬度仪对比分析钝化前后硬度变化,验证电解磨削加工中砂轮的低损耗性。（3）搭建微小孔电解磨削加工装置,研究不同工艺参数（脉冲电压、脉冲频率和砂轮进给速度）对孔质量的影响规律,以确保复合加工的有效性。对工艺参数进行优化,在参数组合电压为4V,频率为50KHz,进给速度为0.3mm/min,砂轮转速为10000r/min下,加工出了高质量的微小孔。并以加工表面残余应力为指标,对机械磨削加工和电解磨削加工表面进行检测,验证电解磨削可以有效降低表面残余应力的优越性。
杨云[10]（2020）在《基于离子液体的凝胶/复合电解质应用于锂二次电池研究》文中提出随着社会的不断发展与进步,消费者对便携式电子设备与电动汽车的性能提出了更高的要求,对支撑其运转的锂二次电池来说,是电池的更高能量密度的要求与安全性挑战。而对于组成锂二次电池的三个基本单元（正极、负极、电解质）之一的电解质来说,设计出能同时满足电池性能和安全性需求的电解质是至关重要的。目前普遍商用的锂二次电池电解质多为有机液态电解质,这类电解质本身易燃易爆炸的特性决定了其无法避免的安全性问题,因此设计出一种具有高安全性且同时具有与目前普遍商用电解液性能相媲美的电解质势在必行。凝胶电解质作为高性能低安全性的有机液态电解质与高安全性低性能的固态电解质的折衷复合体,兼具优异的电池性能与高安全性,有着成为新一代高能量密度高安全性锂二次电池电解质的巨大潜力。本论文在凝胶电解质的设计以及其在锂二次电池中的应用研究如下:（1）凝胶电解质由于同时具有准固态的物理性质和较高的机械强度,因此有望满足新一代锂二次电池技术的性能和安全性要求。但是,存在一个矛盾,即需要牺牲离子传导性来换取机械强度。在本论文的研究工作中,设计并合成了一种机械性能优异的离子凝胶聚合物电解质（IGPE）以克服这种困境。通过非溶剂诱导相分离方法制备IGPE膜,所获得的最佳柔性IGPE-5样品显示出稳健的机械强度,具有178%的断裂伸长率和6.65MPa的断裂强度,显示出优异的机械性能。此外,IGPE-5在25℃时具有0.80 m S cm-1的高离子电导率,高达4.7 V的电化学稳定性窗口,在最高220℃时依然稳定。组装的Li Fe PO4/IGPE-5/Li电池在55℃,0.5 C的温度下初始放电容量为161.9 m Ah g-1,循环200圈后容量保持率为94.5%。将IGPE-5组装成柔性电池可以承受弯曲和切割测试,表明IGPE-5具有出色的柔韧性和界面兼容性。（2）复合固体电解质（CSEs）继承了无机固体电解质的高安全性和有机高分子电解质的易加工性,具有广阔的应用前景。然而,CSE的性能难以实现其在锂金属电池（LMB）中的实际应用。在本文中,研究和总结了添加离子液体对CSE性能所带来的重大影响:在电极和电解质之间构造粘弹性界面以降低界面阻抗;在负极上形成稳定且富含Li F的SEI,以抑制锂树枝状晶体的生长;润湿Li Fe PO4多孔阴极。组装的Li Fe PO4/CSE-60/Li电池在55°C下于1 C进行400次循环后显示158.2 m Ah g-1的高初始放电比容量和86.3%的容量保持率,且库仑效率高达99.7%。长期循环后,锂金属阳极的表面表现出无枝晶形态。这项证实了离子液体在提高CSE性能方面的关键作用,并将为实现LMB实际应用的CSE设计提供启发。
二、金属阳极表面活性及电化学特性评价（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、金属阳极表面活性及电化学特性评价（论文提纲范文）
（1）基于金属阳极电池电絮凝系统的构建与脱氮除磷效能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.2 电絮凝技术 |
| 1.2.1 电絮凝原理 |
| 1.2.2 电絮凝技术优点和缺点 |
| 1.3 金属空气电池 |
| 1.3.1 金属空气电池原理 |
| 1.3.2 金属空气电池研究进展 |
| 1.3.3 金属空气电池用于污染物去除 |
| 1.4 除磷技术研究进展 |
| 1.4.1 生物法除磷 |
| 1.4.2 物理化学方法除磷 |
| 1.5 微生物电化学系统脱氮效能 |
| 1.5.1 微生物电化学系统生物阴极脱氮原理 |
| 1.5.2 生物阴极脱氨氮 |
| 1.5.3 生物阴极脱硝氮 |
| 1.6 微生物电解池用于废水处理 |
| 1.6.1 微生物电解池处理有机废水 |
| 1.6.2 替代直流电的微生物电解池供电方式 |
| 1.7 研究内容与技术路线 |
| 1.7.1 研究目的与意义 |
| 1.7.2 论文研究内容 |
| 1.7.3 研究技术路线 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验仪器与化学试剂 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 实验材料与药品 |
| 2.2 电极的制备和预处理 |
| 2.2.1 金属阳极 |
| 2.2.2 空气阴极 |
| 2.2.3 碳纤维刷电极 |
| 2.3 实验装置的构建与运行 |
| 2.3.1 单室金属阳极空气阴极电池絮凝反应器与运行 |
| 2.3.2 金属阳极-生物阴极电池反应器构建与运行 |
| 2.3.3 金属空气电池耦合MEC反应器构建与运行 |
| 2.4 电化学分析方法与技术 |
| 2.4.1 输出电压与电流 |
| 2.4.2 极化曲线 |
| 2.4.3 电化学交流阻抗 |
| 2.4.4 能量回收效率和库伦效率 |
| 2.5 水质检测与分析 |
| 2.6 分子生物学分析 |
| 2.7 絮凝产物及絮凝过程分析 |
| 2.7.1 X射线衍射分析 |
| 2.7.2 扫描电子显微镜与能谱分析 |
| 2.7.3 拉曼光谱分析 |
| 2.7.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.7.5 絮体粒径检测装置 |
| 2.7.6 絮体分形维数的测定 |
| 2.7.7 Zeta电位分析 |
| 2.7.8 Ferron逐时络合比色法 |
| 第3章 金属阳极空气阴极电池絮凝除磷效能及影响因素研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同影响因素对金属空气电池除磷和产电性能影响 |
| 3.2.1 外电阻对金属空气电池除磷性能的影响 |
| 3.2.2 初始pH对除磷性能的影响 |
| 3.2.3 初始电解液浓度对除磷效果性能的影响 |
| 3.2.4 初始磷酸盐浓度对除磷性能的影响 |
| 3.3 金属空气电池絮凝除磷机制分析 |
| 3.3.1 沉淀产物晶体结构分析 |
| 3.3.2 絮凝剂成分组成分析 |
| 3.3.3 电极表面和絮凝沉淀形貌分析 |
| 3.3.4 除磷机制分析 |
| 3.4 不同运行条件对铝空气电池用于生活污水除磷性能的影响 |
| 3.4.1 初始pH对处理生活污水性能的影响 |
| 3.4.2 外电阻对处理生活污水性能的影响 |
| 3.4.3 搅拌速度对处理生活污水性能的影响 |
| 3.5 絮体粒径分布 |
| 3.6 Zeta电位变化 |
| 3.7 絮体形貌和成分分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 金属阳极-生物阴极系统脱氮除磷性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属阳极-生物阴极电池系统构建与运行 |
| 4.3 金属阳极-生物阴极系统产电性能 |
| 4.4 金属阳极-生物阴极系统脱氮除磷性能 |
| 4.4.1 阳极絮凝除氮和磷性能 |
| 4.4.2 生物阴极脱氮性能 |
| 4.4.3 金属阳极生物阴极电池系统能耗分析 |
| 4.5 微生物群落分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 金属阳极空气阴极电池耦合微生物电解池系统处理含氮磷有机废水性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 金属空气电池耦合微生物电解池系统构建与运行 |
| 5.3 铝空气电池-MEC处理污水性能 |
| 5.3.1 铝空气电池-MEC系统电压和电流输出 |
| 5.3.2 铝空气电池-MEC系统对污水处理性能 |
| 5.3.3 铝空气电池-MEC系统能量效率及库伦效率 |
| 5.4 铁空气电池-MEC处理养猪废水性能 |
| 5.4.1 铁空气电池絮凝预处理养猪废水 |
| 5.4.2 铁空气电池-MEC系统电压和电流输出 |
| 5.4.3 铁空气电池-MEC耦合系统产氢性能 |
| 5.4.4 铁空气电池-MEC耦合系统去除有机物效率 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）磷酸氢二钠/硫酸钠水合盐中典型金属的腐蚀和缓蚀机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 无机水合盐相变蓄热材料概述 |
| 1.1.2 无机水合盐相变蓄热材料的腐蚀问题 |
| 1.2 金属腐蚀的电化学过程 |
| 1.2.1 腐蚀电位和腐蚀电流 |
| 1.2.2 稳态极化曲线 |
| 1.3 缓蚀剂概述 |
| 1.3.1 缓蚀剂的分类 |
| 1.3.2 缓蚀剂的作用机制 |
| 1.4 计算化学方法 |
| 1.4.1 缓蚀分子构效关系的量子化学计算 |
| 1.4.2 缓蚀体系的分子动力学模拟 |
| 1.5 研究目的和内容 |
| 1.6 研究创新点 |
| 第二章 磷酸氢二钠/硫酸钠水合盐相变材料的腐蚀性评价 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设计 |
| 2.2.1 电解液及工作电极制备 |
| 2.2.2 电化学方法 |
| 2.2.3 表面分析 |
| 2.3 结果分析与讨论 |
| 2.3.1 电化学阻抗分析 |
| 2.3.2 动电位极化曲线分析 |
| 2.3.3 恒电位极化曲线分析 |
| 2.3.4 腐蚀形貌及产物分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 pH对1060 铝在复合水合盐相变材料中腐蚀行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设计 |
| 3.2.1 电解液及工作电极制备 |
| 3.2.2 电化学方法 |
| 3.2.3 表面分析 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 电化学阻抗分析 |
| 3.3.2 极化曲线分析 |
| 3.3.3 腐蚀形貌及产物分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 1060 铝在复合水合盐相变材料中的缓蚀研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.2.1 电解液及工作电极制备 |
| 4.2.2 电化学方法 |
| 4.2.3 表面分析 |
| 4.2.4 量子化学计算 |
| 4.2.5 分子力学计算 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 电化学阻抗分析 |
| 4.3.2 极化曲线分析 |
| 4.3.3 扫描电镜分析 |
| 4.3.4 表面粗糙度分析 |
| 4.3.5 分子前线轨道及局部反应性 |
| 4.3.6 蒙特卡洛分子力学模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 铜在复合水合盐相变材料中的缓蚀研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.2.1 咪唑啉衍生物的合成 |
| 5.2.2 电解液及工作电极制备 |
| 5.2.3 失重试验 |
| 5.2.4 电化学方法 |
| 5.2.5 表面分析 |
| 5.2.6 量子化学计算 |
| 5.2.7 分子动力学模拟 |
| 5.3 结果分析与讨论 |
| 5.3.1 开路电位 |
| 5.3.2 电化学阻抗分析 |
| 5.3.3 极化曲线分析 |
| 5.3.4 吸附等温线研究 |
| 5.3.5 失重试验分析 |
| 5.3.6 温度对PDIE缓蚀活性的影响 |
| 5.3.7 扫描电镜分析 |
| 5.3.8 红外光谱表征 |
| 5.3.9 X射线光电子能谱 |
| 5.3.10 分子前线轨道及局部反应性 |
| 5.3.11 分子动力学模拟 |
| 5.3.12 缓蚀机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）电沉积技术在锂金属二次电池及三价铬硬铬电镀中的应用研究（论文提纲范文）
| 本论文的创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 我国电化学工业发展和挑战 |
| 1.1.1 传统的电化学工业发展和挑战 |
| 1.1.2 新兴的电化学工业发展和挑战 |
| 1.2 电化学沉积技术 |
| 1.2.1 金属电沉积的基本历程及特点 |
| 1.2.2 电沉积在高比能量二次电池中的应用 |
| 1.2.3 电沉积在绿色电镀中的应用 |
| 1.3 锂金属电池负极稳定电沉积 |
| 1.3.1 研究背景及挑战 |
| 1.3.2 研究现状及发展趋势 |
| 1.4 三价铬硬铬电镀 |
| 1.4.1 研究背景及挑战 |
| 1.4.2 研究现状和发展趋势 |
| 1.5 本文选题依据及研究内容 |
| 1.5.1 选题依据及内在联系 |
| 1.5.2 研究内容及意义 |
| 第二章 实验材料及测试方法 |
| 2.1 锂金属负极稳定电沉积 |
| 2.1.1 主要材料与仪器 |
| 2.1.2 电化学测试 |
| 2.1.3 形貌和化学成分表征 |
| 2.1.4 原位光镜表征 |
| 2.1.5 理论计算方法 |
| 2.2 三价铬硬铬电沉积工艺及机理 |
| 2.2.1 主要材料与仪器 |
| 2.2.2 铬金属电镀实验 |
| 2.2.3 电化学测试 |
| 2.2.4 镀液及镀层性能表征 |
| 2.2.5 理论计算方法 |
| 第三章 锂金属负极稳定电沉积的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 锂金属电沉积的电流密度分布模型及自整平机理 |
| 3.2.1 锂电极表面尖端及平坦区域的二次电流分布 |
| 3.2.2 考虑SEI膜阻抗后的电流密度分布模型 |
| 3.2.3 冠醚添加剂作用下锂金属沉积的自整平机理 |
| 3.3 自整平电解质开发及锂金属无枝晶电沉积 |
| 3.3.1 添加剂含量对锂沉积/溶解库伦效率的影响 |
| 3.3.2 锂金属无枝晶电沉积过程的原位观察 |
| 3.3.3 锂金属沉积形貌和SEI膜化学成分分析 |
| 3.4 锂金属电极沉积/溶解行为的研究 |
| 3.4.1 电解质传质和电极沉积/溶解动力学分析 |
| 3.4.2 锂-锂对称电池循环性能分析 |
| 3.4.3 锂-锂对称电池界面稳定性能分析 |
| 3.4.4 锂金属阳极电溶解行为的三电极体系分析 |
| 3.5 锂-磷酸铁锂全电池中的应用研究 |
| 3.5.1 电解质电化学稳定性分析 |
| 3.5.2 锂-磷酸铁锂电池循环性能分析 |
| 3.5.3 锂-磷酸铁锂电池界面稳定性能分析 |
| 3.6 本章总结与结论 |
| 3.6.1 本章总结 |
| 3.6.2 本章结论 |
| 第四章 三价铬硬铬电沉积工艺及机理的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三价铬硬铬电沉积工艺 |
| 4.2.1 单组分络合剂镀液 |
| 4.2.2 二元络合剂镀液 |
| 4.2.3 三元络合剂镀液 |
| 4.3 三价铬硬铬镀液及镀层性能 |
| 4.3.1 最佳沉积电流密度及镀层厚度 |
| 4.3.2 沉积速率及电流效率 |
| 4.3.3 镀液分散性能力分析 |
| 4.3.4 镀层表面形貌分析 |
| 4.3.5 镀层相结构分析 |
| 4.3.6 镀层组成元素分析 |
| 4.3.7 镀层硬度分析 |
| 4.3.8 极化曲线分析 |
| 4.3.9 塔菲尔曲线分析 |
| 4.3.10 电化学阻抗谱分析 |
| 4.4 三价铬硬铬电沉积机理 |
| 4.4.1 三价铬电还原过程分析 |
| 4.4.2 二价铬中间络合物电还原活性分析 |
| 4.4.3 三元络合剂镀液的镀层增厚机理分析 |
| 4.5 本章总结与结论 |
| 4.5.1 本章总结 |
| 4.5.2 本章结论 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻博期间发表的与学位论文相关的科研成果 |
| 致谢 |
（4）高面容量金属镁负极沉积/溶解性能研究及其电沉积载体设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 镁二次电池工作原理及发展历史 |
| 1.2.1 镁二次电池的组成及工作原理 |
| 1.2.2 镁二次电池的发展历程与研究进展 |
| 1.2.3 镁二次电池的面临的科学问题 |
| 1.3 镁二次电池负极材料研究进展 |
| 1.3.1 人工界面 |
| 1.3.2 镁二次电池负极替代材料 |
| 1.3.3 金属镁的沉积/溶解过程 |
| 1.3.4 沉积/溶解内在机制 |
| 1.3.5 镁负极的设计策略 |
| 1.4 论文选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 实验材料和表征方法 |
| 2.1 实验材料及仪器设备 |
| 2.1.1 实验材料及试剂 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装及电化学性能测试 |
| 第三章 镁-电解质界面形态及沉积形态演变的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的形貌及结构分析 |
| 3.3.2 镁的沉积形态研究 |
| 3.3.3 材料的形貌及结构分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电流均化、几何限制和化学吸附的协同耦合及其对镁沉积/溶解过程调控机制研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 VNCA@C的合成 |
| 4.2.2 电化学测量 |
| 4.2.3 计算方法 |
| 4.2.4 全电池组装 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 概念设计 |
| 4.3.2 材料制备和表征 |
| 4.3.3 镁的沉积/溶解形态,动力学和性能 |
| 4.3.4 沉积/溶解机理研究 |
| 4.3.5 VNCA@C电极的全电池性能和通用性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文、参与基金项目及获奖情况 |
（5）海洋环境中三金属电偶腐蚀行为研究及有限元模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电偶腐蚀的影响因素 |
| 1.2.1 材料自身特性 |
| 1.2.2 阴阳极面积比 |
| 1.2.3 氧浓度 |
| 1.2.4 溶液电阻 |
| 1.3 电偶腐蚀的常用研究方法 |
| 1.3.1 失重法 |
| 1.3.2 形貌观察法 |
| 1.3.3 电化学法 |
| 1.3.4 数值仿真模拟 |
| 1.4 三金属电偶腐蚀的研究现状 |
| 1.5 本论文的研究意义、目的及内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料与实验环境 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验环境 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 双金属电偶腐蚀实验样品制备 |
| 2.2.2 三金属电偶腐蚀样品制备 |
| 2.2.3 阵列电极电偶腐蚀样品制备 |
| 2.2.4 电化学样品制备 |
| 2.2.5 SVET样品制备 |
| 2.3 实验装置和实验设备 |
| 2.3.1 不同氧浓度下电化学测量装置 |
| 2.3.2 薄液膜下电化学测量装置 |
| 2.3.3 实验设备 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 动电位极化曲线测量 |
| 2.4.2 ZRA测量 |
| 2.4.3 形貌观察及成分分析 |
| 2.4.4 SVET测量 |
| 2.4.5 有限元模拟仿真 |
| 第3章 几何因素和环境因素对三金属电偶腐蚀影响的探索研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 双金属偶对电偶腐蚀实验 |
| 3.2.2 空间排布对三金属电偶腐蚀的影响 |
| 3.2.3 酸碱度对三金属电偶腐蚀的影响 |
| 3.3 分析和讨论 |
| 3.3.1 三金属偶对的电偶腐蚀行为 |
| 3.3.2 酸碱度对三金属电偶腐蚀的影响 |
| 3.3.3 几何因素的影响与阵列电极的设计和制备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 海洋浸泡环境中三金属电偶腐蚀行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型构建 |
| 4.2.1 有限元模型的构建 |
| 4.2.2 数学模型的构建 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 氧浓度的测量和控制 |
| 4.3.2 不同氧浓度NaCl溶液中的极化曲线 |
| 4.3.3 极化曲线预测三金属电偶腐蚀 |
| 4.3.4 ZRA结果 |
| 4.3.5 数学模型、有限元模型、ZRA结果对比 |
| 4.3.6 电流密度分布仿真结果 |
| 4.3.7 Q235的腐蚀形貌 |
| 4.3.8 单独浸泡2024的腐蚀形貌 |
| 4.3.9 不同阴阳极面积比下2024的腐蚀形貌 |
| 4.4 分析和讨论 |
| 4.4.1 氧浓度的影响 |
| 4.4.2 阴阳极面积比的影响 |
| 4.4.3 腐蚀形态的转变 |
| 4.5 本章小结 |
| 附录 |
| 第5章 薄液膜下三金属电偶腐蚀行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元模型构建 |
| 5.2.1 模型假设及特征 |
| 5.2.2 物理模型的数学描述 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 不同厚度薄液膜下ZRA结果 |
| 5.3.2 薄液膜厚度的影响 |
| 5.3.3 腐蚀产物的影响 |
| 5.3.4 边界效应的影响因素 |
| 5.3.5 电极尺寸的影响 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 薄液膜蒸发过程中三金属电偶腐蚀行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 有限元模型构建及参数设置 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 薄液膜蒸发过程中三金属电偶腐蚀行为 |
| 6.3.2 电极尺寸的影响 |
| 6.3.3 蒸发速率的影响 |
| 6.3.4 空间排布的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）多因素影响下地铁杂散电流腐蚀行为及预测模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 课题研究现状 |
| 1.4 存在的问题 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 2 杂散电流腐蚀行为总体分析及电化学腐蚀加速实验方法设计 |
| 2.1 地铁直流牵引负回流系统架构及杂散电流成因 |
| 2.2 地铁杂散电流对埋地金属管线腐蚀影响因素及宏观特征 |
| 2.3 电化学腐蚀模拟加速实验对象和溶液制备 |
| 2.4 Q235A钢杂散电流电化学腐蚀行为模拟加速实验设计 |
| 2.5 腐蚀产物元素组成分析 |
| 2.6 表面形貌分析 |
| 2.7 杂散电流干扰下的Q235A钢在土壤电解质中的挂片实验 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 杂散电流电化学腐蚀模拟加速实验结果分析 |
| 3.1 杂散电流腐蚀模拟加速实验极化特性分析 |
| 3.2 杂散电流腐蚀模拟加速实验电化学阻抗谱特性分析 |
| 3.3 腐蚀表面形貌分析 |
| 3.4 腐蚀过程及机理分析 |
| 3.5 土壤环境下杂散电流腐蚀模拟实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 模拟杂散电流腐蚀电化学噪声研究 |
| 4.1 电化学噪声基本介绍 |
| 4.2 电化学噪声数据处理方法 |
| 4.3 模拟杂散电流腐蚀电化学噪声时域和频域特征分析 |
| 4.4 基于电化学噪声的模拟杂散电流腐蚀速率评估方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 杂散电流作用下基于数据挖掘技术的腐蚀电流密度预测方法研究 |
| 5.1 基于LWQPSO的优化人工神经网络回归预测算法 |
| 5.2 腐蚀电流密度预测数据集和预测模型的建立 |
| 5.3 基于LWQPSO-NN的腐蚀电流密度预测过程 |
| 5.4 腐蚀电流密度预测精度分析 |
| 5.5 分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）Fe-Co-GDC复合阳极材料的制备及其电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 燃料电池 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC) |
| 1.2.1 SOFC的工作原理 |
| 1.2.2 SOFC的特点和优势 |
| 1.2.3 SOFC的电极极化 |
| 1.3 SOFC的关键材料 |
| 1.3.1 阳极材料 |
| 1.3.2 电解质材料 |
| 1.3.3 阴极材料 |
| 1.3.4 连接体 |
| 1.4 使用不同燃料的SOFC |
| 1.4.1 使用氢气燃料的SOFC |
| 1.4.2 使用碳氢化合物燃料的SOFC |
| 1.4.3 使用一氧化碳燃料的SOFC |
| 1.5 甘氨酸-硝酸盐法简介 |
| 1.6 本文选题依据、研究目的和主要工作 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 研究目的 |
| 1.6.3 研究主要工作 |
| 2 样品的制备方法及测试手段 |
| 2.1 实验材料及仪器设备规格 |
| 2.2 材料及电池的制备 |
| 2.2.1 电解质粉体制备 |
| 2.2.2 复合阳极粉体制备 |
| 2.2.3 阴极粉体制备 |
| 2.2.4 电池的制备与组装 |
| 2.3 表征方法和测试手段 |
| 2.3.1 X射线衍射物相检测(XRD) |
| 2.3.2 烧结温度及电导率测试方法 |
| 2.3.3 微观形貌观察(SEM) |
| 2.3.4 热膨胀系数测定(TEC) |
| 2.3.5 单电池性能测试 |
| 3 Fe-GDC复合阳极材料的物相分析及电性能研究 |
| 3.1 Fe-GDC阳极材料物相分析 |
| 3.2 Fe-GDC阳极材料烧结温度和导电性能分析 |
| 3.3 Fe-GDC阳极材料还原前后的微观形貌 |
| 3.4 Fe-GDC阳极材料热兼容性 |
| 3.5 单电池测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Fe-Co-GDC复合阳极材料的物相分析及电性能研究 |
| 4.1 Fe-Co-GDC阳极材料的物相分析 |
| 4.2 Fe-Co-GDC阳极材料热兼容性 |
| 4.3 单电池测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12固态电解质及其复合正极界面的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 全固态电池的概述 |
| 1.3 固态电解质 |
| 1.3.1 氧化物固态电解质 |
| 1.3.2 聚合物固态电解质 |
| 1.3.3 硫化物固态电解质 |
| 1.4 固态电池界面 |
| 1.4.1 电解质/阳极界面 |
| 1.4.2 电解质/阴极界面 |
| 1.4.3 粒子间界面 |
| 1.5 本课题研究的目的意义及主要内容 |
| 第2章 实验仪器及研究方法 |
| 2.1 实验材料及实验设备 |
| 2.1.1 实验试剂与材料 |
| 2.1.2 实验仪器和设备 |
| 2.2 样品的制备及电池的组装 |
| 2.2.1 氧化物固态电解质LLZTO的制备 |
| 2.2.2 PEO基聚合物固态电解质的制备 |
| 2.2.3 电池的组装 |
| 2.3 电化学性能表征 |
| 2.3.1 恒流充放电测试 |
| 2.3.2 电化学交流阻抗(EIS)测试 |
| 2.4 物理表征 |
| 2.4.1 激光粒度分析 |
| 2.4.2 X-射线粉末衍射(XRD) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.4 同步辐射X射线透射成像(TXM) |
| 第3章 氧化物电解质LLZTO的尺寸效应及性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氧化物电解质 LLZTO 的制备 |
| 3.2.1 高温固相法制备LLZTO电解质 |
| 3.2.2 LLZTO粉末的物理表征 |
| 3.2.3 不同LLZTO电解质片的构筑 |
| 3.3 LLZTO 电解质粒径分布对于离子传输的影响 |
| 3.3.1 LLZTO电解质的微观表面形貌 |
| 3.3.2 LLZTO电解质内部结构表征 |
| 3.3.3 LLZTO电解质离子传输机制研究 |
| 3.4 LLZTO 电解质迂曲度对于锂枝晶的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 LFP-LLZTO复合正极粒子间界面的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LFP-LLZTO 复合正极及其粒子间界面的构筑 |
| 4.2.1 PEO基粘结剂的制备 |
| 4.2.2 LFP+LLZTO复合正极界面的构筑 |
| 4.2.3 LFP@LLZTO复合正极粒子间界面的构筑 |
| 4.3 LFP-LLZTO结构的表征及电化学性能的对比 |
| 4.3.1 LFP-LLZTO不同复合正极的结构表征 |
| 4.3.2 LFP-LLZTO不同复合正极电化学性能的对比 |
| 4.4 LFP/LLZTO粒子间界面离子传输机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）高弹性合金钢3J33B微小孔精密电解磨削加工技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微小孔加工技术研究现状 |
| 1.3 电解磨削加工技术研究现状 |
| 1.3.1 电解磨削加工机理研究现状 |
| 1.3.2 电解磨削加工工艺研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 高弹性合金3J33B电解磨削复合加工理论基础 |
| 2.1 电解磨削加工理论基础 |
| 2.1.1 法拉第电解定律 |
| 2.1.2 电解加工速度 |
| 2.1.3 金属的钝化 |
| 2.1.4 电化学反应的顺序和电解磨削电极反应 |
| 2.2 微小孔电解磨削复合加工原理 |
| 2.2.1 微小孔电解磨削加工基本原理 |
| 2.2.2 电解磨削加工质量的影响参数 |
| 2.2.3 电解磨削加工技术特点 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高弹性合金钢3J33B极化特性研究 |
| 3.1 电极的极化特性 |
| 3.1.1 电极电位 |
| 3.1.2 电极电位的测量 |
| 3.1.3 电极的极化与极化曲线 |
| 3.2 极化曲线特性测试原理及设备 |
| 3.2.1 三电极体系 |
| 3.2.2 实验设备系统 |
| 3.3 金属极化特性实验研究 |
| 3.3.1 电解液成分对阳极极化曲线的影响 |
| 3.3.2 NaNO_3溶液浓度对阳极极化曲线的影响 |
| 3.3.3 不同恒电位下NaNO_3溶液中的极化曲线分析 |
| 3.3.4 恒电位极化表面层性质的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电化学作用对金属钝化特性影响的研究 |
| 4.1 电化学实验系统 |
| 4.1.1 钝化实验原理及设备 |
| 4.1.2 钝化结果分析 |
| 4.2 电化学参数对钝化膜厚度的影响规律 |
| 4.2.1 加工时间对钝化膜厚度的影响 |
| 4.2.2 加工电压对钝化膜厚度的影响 |
| 4.2.3 电解液浓度对钝化膜厚度的影响 |
| 4.3 钝化层表面性质的研究 |
| 4.3.1 钝化膜元素组成研究 |
| 4.3.2 钝化前后表面硬度变化研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微小孔精密电解磨削扩孔加工实验研究 |
| 5.1 微小孔电解磨削复合加工实验装置 |
| 5.1.1 工具阴极引电装置的设计 |
| 5.1.2 工装夹具的设计 |
| 5.1.3 加工对象 |
| 5.2 电解磨削加工工艺参数的选择 |
| 5.2.1 电源参数选取 |
| 5.2.2 电解液参数选取 |
| 5.2.3 机械磨削参数选取 |
| 5.3 主要参数对加工质量的影响 |
| 5.3.1 加工电压对孔表面质量和孔壁锥度的影响 |
| 5.3.2 脉冲频率对孔表面质量和孔壁锥度的影响 |
| 5.3.3 进给速度对孔表面质量和孔壁锥度的影响 |
| 5.3.4 参数优化及结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）基于离子液体的凝胶/复合电解质应用于锂二次电池研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂二次电池原理及其所面临的问题与挑战 |
| 1.2.1 锂二次电池原理 |
| 1.2.2 锂二次电池的种类 |
| 1.2.3 锂二次电池所面临的问题与挑战 |
| 1.3 锂二次电池电解质 |
| 1.3.1 液态电解质 |
| 1.3.2 固态电解质 |
| 1.3.3 离子凝胶电解质 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及意义 |
| 第二章 实验原料、仪器和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 制备方法 |
| 2.3.2 电解质以及电极材料的表征方法 |
| 2.3.3 电池电化学性能测试 |
| 第三章 解耦离子凝胶聚合物电解质的机械强度和离子电导率以实现热稳定的锂离子电池 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 离子凝胶聚合物电解质的制备及其表征方法 |
| 3.2.1 离子凝胶聚合物电解质膜的制备 |
| 3.2.2 离子凝胶聚合物电解质膜的表征 |
| 3.2.3 LiFePO_4/ IGPE-5/ Li纽扣电池和柔性电池的组装和测量 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 离子凝胶聚合物电解质膜的性质 |
| 3.3.2 IGPE-5与锂金属界面的兼容性表征 |
| 3.3.3 LiFePO_4/ IGPE-5/ Li纽扣电池的性能探讨 |
| 3.3.4 LiFePO_4/IGPE-5/Li柔性电池的实测探讨 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 用于高温/长寿命/无枝晶的锂金属电池的离子液体增强复合固体电解质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 复合固态电解质膜(CSE)的制备 |
| 4.2.3 LiFePO_4/CSE/Li扣式电池的组装与测试 |
| 4.2.4 CSE的性能表征以及电池的后处理分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 CSE膜的性质 |
| 4.3.2 CSEs与锂金属的兼容性 |
| 4.3.3 电池性能 |
| 4.3.4 后处理分析 |
| 4.4 .小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、金属阳极表面活性及电化学特性评价（论文参考文献）
- [1]基于金属阳极电池电絮凝系统的构建与脱氮除磷效能研究[D]. 韩晓禹. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]磷酸氢二钠/硫酸钠水合盐中典型金属的腐蚀和缓蚀机理研究[D]. 赵天宇. 西北大学, 2021(12)
- [3]电沉积技术在锂金属二次电池及三价铬硬铬电镀中的应用研究[D]. 徐凌云. 武汉大学, 2021(02)
- [4]高面容量金属镁负极沉积/溶解性能研究及其电沉积载体设计[D]. 宋子豪. 青岛科技大学, 2021(02)
- [5]海洋环境中三金属电偶腐蚀行为研究及有限元模拟[D]. 史林军. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]多因素影响下地铁杂散电流腐蚀行为及预测模型研究[D]. 王承涛. 中国矿业大学, 2020(07)
- [7]Fe-Co-GDC复合阳极材料的制备及其电性能研究[D]. 李维征. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [8]Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12固态电解质及其复合正极界面的研究[D]. 刘倩雯. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]高弹性合金钢3J33B微小孔精密电解磨削加工技术研究[D]. 王明佳. 山东大学, 2020(12)
- [10]基于离子液体的凝胶/复合电解质应用于锂二次电池研究[D]. 杨云. 深圳大学, 2020(10)