熱膨脹行為影響著材料在精密儀器、電子器件、建筑材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。負(fù)熱膨脹材料的出現(xiàn)使得控制材料熱膨脹系數(shù)成為可能,特別是在零膨脹材料的設(shè)計(jì)及低膨脹材料合成等方面發(fā)揮著巨大的作用。正交相Fe₂（MoO₄）₃不僅是一種負(fù)膨脹材料,而且是一種廉價(jià)無(wú)毒的潛在的二次電池儲(chǔ)能材料。目前對(duì)于該材料負(fù)膨脹行為的微觀機(jī)理還不清楚,且其嵌Li和嵌Na的電化學(xué)過(guò)程并不明晰。結(jié)合材料合成和實(shí)驗(yàn)表征,本論文對(duì)正交相Fe₂（MoO₄）₃材料負(fù)膨脹行為以及其嵌Li/Na電化學(xué)過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的第一性原理研究。1.采用水熱合成法制備出單斜相Fe₂（MoO₄）₃樣品,利用高溫XRD、TG-DSC同步熱分析儀對(duì)其進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)樣品在510℃附近發(fā)生低溫單斜相和高溫正交相之間的可逆相變。結(jié)構(gòu)精修顯示,單斜相Fe₂（MoO₄）₃晶格常數(shù)a,b和c隨著溫度的升高各向同性... 

【文章來(lái)源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 熱膨脹和熱膨脹系數(shù)
        1.1.1 熱膨脹的本質(zhì)
        1.1.2 熱膨脹系數(shù)
    1.2 負(fù)膨脹機(jī)制和材料的制備方法
        1.2.1 負(fù)膨脹機(jī)制
        1.2.2 材料的制備方法
    1.3 鋰離子電池和鈉離子電池簡(jiǎn)介
        1.3.1 鋰離子電池簡(jiǎn)介
            1.3.1.1 鋰離子電池發(fā)展史
            1.3.1.2 鋰離子電池的工作原理
            1.3.1.3 鋰離子電池正極材料的類型與要求
            1.3.1.4 鋰離子電池正極材料的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 鈉離子電池概述
    1.4 論文研究背景
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容
    1.6 論文研究目的及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)與計(jì)算方法概述
    2.1 原料和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.2 第一性原理計(jì)算方法概述
        2.2.1 密度泛函理論(Density Functional Theory)
            2.2.1.1 絕熱近似(Born-Oppenheimer approximation)
            2.2.1.2 單電子近似(Hartree-Fock approximation)
            2.2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
            2.2.1.4 Kohn-Sham方程
            2.2.1.5 自洽計(jì)算
            2.2.1.6 局域密度近似和廣義梯度近似
        2.2.2 計(jì)算軟件包介紹
第三章 Fe_2(MoO_4)_3 的制備與表征
    3.1 材料的合成
    3.2 DSC測(cè)試及室溫粉末X射線衍射分析
    3.3 高溫X射線衍射測(cè)試和分析
        3.3.1 高溫X射線衍射譜
        3.3.2 高溫XRD的Rietveld精修
    3.4 本章內(nèi)容小結(jié)
第四章 正交相Fe_2(MoO_4)_3 負(fù)膨脹行為的第一性原理研究
    4.1 計(jì)算細(xì)節(jié)
    4.2 模型的構(gòu)建
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 正交相Fe_2(MoO_4)_3 的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        4.3.2 正交相Fe_2(MoO_4)_3 的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
            4.3.2.1 電子態(tài)密度分析
            4.3.2.2 Fe-O-Mo橋氧單元電荷密度二維分布
        4.3.3 正交相Fe_2(MoO_4)_3 的晶格振動(dòng)性質(zhì)
            4.3.3.1 聲子色散關(guān)系和聲子態(tài)密度
            4.3.3.2 聲子振動(dòng)模式的分析
    4.4 本章內(nèi)容小結(jié)
第五章 正交相Fe_2(MoO_4)_3 嵌Li/Na電化學(xué)行為的第一性原理研究
    5.1 模型的構(gòu)建
    5.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 Fe_2(MoO_4)_3 嵌鋰及嵌鈉的晶胞結(jié)構(gòu)
        5.3.2 Fe_2(MoO_4)_3 嵌Li及嵌Na形成能
        5.3.3 Fe_2(MoO_4)_3 嵌Li及嵌Na的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)研究
    5.4 本章內(nèi)容小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3482854