铁箔和铁基合金箔的制备及其物化性能研究

发布时间：2017-09-25 22:00

  本文关键词：铁箔和铁基合金箔的制备及其物化性能研究

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【摘要】：铁的资源丰富,价格便宜,无污染,利用电沉积法可以较容易地制备出铁箔,然后对铁箔进行表面改性,经过表面改性的铁基合金箔具有非常优异的磁性、耐磨性、耐蚀性。并且其氧化后的产物可以作为锂离子电池电极材料,有望替代碳材料成为新一代的负极材料。本论文的主要工作是利用电沉积法制备铁箔及铁基合金箔,研究不同镀液组分对铁箔的力学性能的影响。在此基础上对其进行表面改性,如渗氮作用,电流退火等,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其样品进行表观形貌观察和物相分析,以及对合金箔氧化产物的电化学性能研究。首先在铁箔表面电沉积镍获得Ni/Fe/Ni三层合金箔再对其进行电流退火,热致合金化形成铁镍合金;另一种则是在铁箔的表面进行渗氮作用,利用尿素在高温下分解产生的活性N原子与铁箔反应从而得到Fe-N合金。还对微米多边形结构Fe3N的氧化行为进行了详细研究。在300℃时,虽然Fe3N已经发生氧化行为,但其微米多边形结构仍然完好的保留。根据不同氧化温度下XRD数据,从300至500℃得到的氧化产物样品都是由Fe3O4和Fe2O3组成的。利用常规电化学技术,恒流充放电分析,循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对Fe3O4-Fe2O3/Fe3N样品的电化学性进行分析。结果表明,Fe3N-O-300样品,在300℃时表现出优异的性能,在EIS图中有两个半圆证实了Fe3O4-Fe2O3与Fe3N的界面的存在,并且其有良好的倍率性能和保持率,库仑效率接近100%。
【关键词】：电沉积 铁箔和铁基合金箔 铁镍合金 Fe-N 电化学性能
【学位授予单位】：云南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-22
• 1.1 电沉积法制备铁箔的研究背景10-12
• 1.1.1 金属电沉积原理10-11
• 1.1.2 电沉积铁箔的研究背景11-12
• 1.2 铁箔表面改性方法12-13
• 1.2.1 表面热处理12
• 1.2.2 渗氮技术12-13
• 1.2.3 电流退火13
• 1.3 铁基合金13-14
• 1.3.1 铁镍合金13-14
• 1.3.2 铁氮合金14
• 1.3.3 铁基其它合金14
• 1.4 在锂离子电池中的应用14-18
• 1.4.1 锂离子电池14-15
• 1.4.2 锂离子电池负极材料15-18
• 1.5 材料的性能表征18-19
• 1.5.1 X射线衍射（XRD）测试18
• 1.5.2 微观形貌（SEM）测试18
• 1.5.3 能谱仪（EDS）测试18
• 1.5.4 抗拉强度测试18-19
• 1.5.5 恒电流充放电性能测试19
• 1.5.6 循环伏安（CV）测试19
• 1.5.7 电化学阻抗（EIS）测试19
• 1.6 本文的主要研究意义、内容及创新点19-22
• 1.6.1 本文的研究意义19-20
• 1.6.2 本文的内容20
• 1.6.3 本文的创新点20-22
• 第2章 电沉积法制备铁箔及其力学性能的研究22-28
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-23
• 2.2.1 仪器与试剂22-23
• 2.2.2 实验方法23
• 2.3 结果与讨论23-27
• 2.3.1 铁箔宏观图23-24
• 2.3.2 铁箔厚度24-25
• 2.3.3 铁箔的SEM图和EDS图25
• 2.3.4 应力-应变（σ-ε）曲线25-26
• 2.3.5 断面SEM图26-27
• 2.4 小结27-28
• 第3章 电沉积铁表面热致合金化制备铁镍合金28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 实验仪器和试剂28-29
• 3.2.1 实验仪器28-29
• 3.2.2 实验试剂29
• 3.3 实验方法29-30
• 3.4 结果与讨论30-32
• 3.5 小结32-34
• 第4章 Fe-N合金及其氧化物的制备和其电化学性能的研究34-50
• 4.1 引言34-35
• 4.2 实验试剂和仪器35-36
• 4.2.1 实验试剂35
• 4.2.2 实验仪器35-36
• 4.3 实验方法36-38
• 4.3.1 Fe-N合金及其氧化物的制备和材料表征36-37
• 4.3.2 电池的组装及电化学性能测试37-38
• 4.4 材料表征分析38-42
• 4.4.1 Fe-N合金的X射线衍射图和扫描电镜图38-39
• 4.4.2 Fe-N合金氧化物的X射线衍射图和扫描电镜图39-41
• 4.4.3 Fe和Fe-N氧化质量变化曲线图41-42
• 4.5 电化学性能分析42-47
• 4.5.1 充放电性能图42-43
• 4.5.2 倍率性能图43-44
• 4.5.3 不同热氧化温度处理后Fe3N-O的充放电曲线44-45
• 4.5.4 循环伏安图45-46
• 4.5.5 阻抗谱图46-47
• 4.6 充放电循环后的材料表征47-48
• 4.7 小结48-50
• 第5章 结论与展望50-52
• 5.1 结论50-51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-60
• 在学位期间发表的学术成果及获奖情况60-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：919769