本文關(guān)鍵詞：鐵箔和鐵基合金箔的制備及其物化性能研究

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【摘要】：鐵的資源豐富,價(jià)格便宜,無(wú)污染,利用電沉積法可以較容易地制備出鐵箔,然后對(duì)鐵箔進(jìn)行表面改性,經(jīng)過(guò)表面改性的鐵基合金箔具有非常優(yōu)異的磁性、耐磨性、耐蝕性。并且其氧化后的產(chǎn)物可以作為鋰離子電池電極材料,有望替代碳材料成為新一代的負(fù)極材料。本論文的主要工作是利用電沉積法制備鐵箔及鐵基合金箔,研究不同鍍液組分對(duì)鐵箔的力學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行表面改性,如滲氮作用,電流退火等,利用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線(xiàn)衍射儀(XRD)對(duì)其樣品進(jìn)行表觀形貌觀察和物相分析,以及對(duì)合金箔氧化產(chǎn)物的電化學(xué)性能研究。首先在鐵箔表面電沉積鎳獲得Ni/Fe/Ni三層合金箔再對(duì)其進(jìn)行電流退火,熱致合金化形成鐵鎳合金;另一種則是在鐵箔的表面進(jìn)行滲氮作用,利用尿素在高溫下分解產(chǎn)生的活性N原子與鐵箔反應(yīng)從而得到Fe-N合金。還對(duì)微米多邊形結(jié)構(gòu)Fe3N的氧化行為進(jìn)行了詳細(xì)研究。在300℃時(shí),雖然Fe3N已經(jīng)發(fā)生氧化行為,但其微米多邊形結(jié)構(gòu)仍然完好的保留。根據(jù)不同氧化溫度下XRD數(shù)據(jù),從300至500℃得到的氧化產(chǎn)物樣品都是由Fe3O4和Fe2O3組成的。利用常規(guī)電化學(xué)技術(shù),恒流充放電分析,循環(huán)伏安(CV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)對(duì)Fe3O4-Fe2O3/Fe3N樣品的電化學(xué)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,Fe3N-O-300樣品,在300℃時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,在EIS圖中有兩個(gè)半圓證實(shí)了Fe3O4-Fe2O3與Fe3N的界面的存在,并且其有良好的倍率性能和保持率,庫(kù)侖效率接近100%。
【關(guān)鍵詞】：電沉積 鐵箔和鐵基合金箔 鐵鎳合金 Fe-N 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：云南民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-22
• 1.1 電沉積法制備鐵箔的研究背景10-12
• 1.1.1 金屬電沉積原理10-11
• 1.1.2 電沉積鐵箔的研究背景11-12
• 1.2 鐵箔表面改性方法12-13
• 1.2.1 表面熱處理12
• 1.2.2 滲氮技術(shù)12-13
• 1.2.3 電流退火13
• 1.3 鐵基合金13-14
• 1.3.1 鐵鎳合金13-14
• 1.3.2 鐵氮合金14
• 1.3.3 鐵基其它合金14
• 1.4 在鋰離子電池中的應(yīng)用14-18
• 1.4.1 鋰離子電池14-15
• 1.4.2 鋰離子電池負(fù)極材料15-18
• 1.5 材料的性能表征18-19
• 1.5.1 X射線(xiàn)衍射（XRD）測(cè)試18
• 1.5.2 微觀形貌（SEM）測(cè)試18
• 1.5.3 能譜儀（EDS）測(cè)試18
• 1.5.4 抗拉強(qiáng)度測(cè)試18-19
• 1.5.5 恒電流充放電性能測(cè)試19
• 1.5.6 循環(huán)伏安（CV）測(cè)試19
• 1.5.7 電化學(xué)阻抗（EIS）測(cè)試19
• 1.6 本文的主要研究意義、內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-22
• 1.6.1 本文的研究意義19-20
• 1.6.2 本文的內(nèi)容20
• 1.6.3 本文的創(chuàng)新點(diǎn)20-22
• 第2章 電沉積法制備鐵箔及其力學(xué)性能的研究22-28
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.2.1 儀器與試劑22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法23
• 2.3 結(jié)果與討論23-27
• 2.3.1 鐵箔宏觀圖23-24
• 2.3.2 鐵箔厚度24-25
• 2.3.3 鐵箔的SEM圖和EDS圖25
• 2.3.4 應(yīng)力-應(yīng)變（σ-ε）曲線(xiàn)25-26
• 2.3.5 斷面SEM圖26-27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 第3章 電沉積鐵表面熱致合金化制備鐵鎳合金28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑28-29
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器28-29
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 3.4 結(jié)果與討論30-32
• 3.5 小結(jié)32-34
• 第4章 Fe-N合金及其氧化物的制備和其電化學(xué)性能的研究34-50
• 4.1 引言34-35
• 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器35-36
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑35
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器35-36
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法36-38
• 4.3.1 Fe-N合金及其氧化物的制備和材料表征36-37
• 4.3.2 電池的組裝及電化學(xué)性能測(cè)試37-38
• 4.4 材料表征分析38-42
• 4.4.1 Fe-N合金的X射線(xiàn)衍射圖和掃描電鏡圖38-39
• 4.4.2 Fe-N合金氧化物的X射線(xiàn)衍射圖和掃描電鏡圖39-41
• 4.4.3 Fe和Fe-N氧化質(zhì)量變化曲線(xiàn)圖41-42
• 4.5 電化學(xué)性能分析42-47
• 4.5.1 充放電性能圖42-43
• 4.5.2 倍率性能圖43-44
• 4.5.3 不同熱氧化溫度處理后Fe3N-O的充放電曲線(xiàn)44-45
• 4.5.4 循環(huán)伏安圖45-46
• 4.5.5 阻抗譜圖46-47
• 4.6 充放電循環(huán)后的材料表征47-48
• 4.7 小結(jié)48-50
• 第5章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-60
• 在學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果及獲獎(jiǎng)情況60-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：919769