活性材料

摘要： 针对活性材料冲击/爆燃释能行为的定量研究问题,基于AUTODYN软件的二次开发功能,编写了适用于活性材料的状态方程、点火模型及整体反应度计算子程序,实现了对活性材料弹丸在高速侵彻过程中爆燃反应行为的数值模拟.通过对Al/PTFE活性材料弹丸高速碰撞2024铝合金间隔靶板的数值模拟,得到了碰撞过程中活性破片的形貌演化规律,以及粒子反应度、温度、压力等参量随时间的变化曲线,进而实现了对活性材料冲击/爆燃释能行为的定量分析.结果表明,反应度随时间的变化趋势与试验中活性材料弹丸释能发光的变化趋势一致,温度计算与先前试验结果相符,说明该数值模拟方法可以很好地反映Al/PTFE活性材料弹丸在高速撞击过程中的冲击/爆燃释能过程.

摘要： 活性材料是一种由多种类非炸药类固体物质通过一定方法制成,在加热或高速撞击条件下可以自身或与空气发生反应同时释放大量化学能的含能材料。将活性材料制成破片应用于防空、反导战斗部中可大幅提高战斗部的毁伤能力。根据二元活性材料的组成成分分类,可分为金属-氧化物(铝热剂)、金属-聚合物及金属-金属混合物等三大体系。然而,随着战斗部的应用环境越来越复杂,仅仅依靠二元体系已经不能满足要求,多组元活性材料的应用可以结合不同组元的优点,直接灵活地调整活性材料的特性。再通过冷压、冷喷涂、低温挤出等成型工艺与粉末球磨、坯体塑性变形等处理方式相结合的方法对活性材料进行组织和性能调控,获得优异的综合性能。除了成分及工艺设计外,对活性材料准静态和动态反应释能机理与评估方法的研究也是推进该类材料工程应用的关键。其中对活性材料准静态反应的研究是实验室条件下研究活性材料设计、性能的关键方法,需要进一步发展和应用;而对活性材料动态下的反应研究还需要进一步的深入认识。未来活性材料要实现应用技术上的继续突破,就必须实现强度、密度和反应释能等综合性能的提升,并同时追求安全性、低成本、易于加工等目标。总之,活性材料的发展必将为破片式战斗部的发展提供重要条件。归纳了活性材料的研究进展,分别对活性材料的不同体系特点、制备工艺、释能反应机理等进行介绍。分析了活性材料目前存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望。

摘要： 针对典型聚四氟乙烯/铝(PTFE/Al)(质量分数73.5%/26.5%)氟聚物基活性材料,开展不同应变率、不同温度下的准静态、动态压缩实验;基于不同预设剪切带宽度的帽状试样,开展不同应变率下的动态压剪实验。准静态(应变率10^(-3)s^(-1))及不同应变率(3×10^(3)~7×10^(3)s^(-1))、不同温度(20°C,100°C,150°C,200°C)条件下的动态压缩实验表明,PTFE/Al活性材料是一种典型的弹塑性材料,具有显著应变硬化、应变率强化和热软化效应。不同宽度(500μm,300μm,100μm)预设剪切带帽状试样动态压剪实验表明,剪切带宽度不同导致的局部温升和热效应对材料动态压剪力学响应及材料参数影响显著。

摘要： 为分析活性破片动能与化学能耦合作用下的引燃毁伤行为,开展活性破片作用油箱毁伤效应研究。采用实验与理论分析相结合的方法,对活性破片作用于不同注油量油箱典型毁伤模式及毁伤机理进行探究。实验结果表明:活性破片作用于非满油油箱时,806~1331 m/s速度下活性破片均引发油箱内油气层闪燃,但液体燃油均未发生持续燃烧;活性破片作用于满油油箱时,若撞击速度从855 m/s增加至1225 m/s,则典型毁伤模式依次为油箱穿孔、焊缝开裂、泄漏燃烧和解体燃烧。基于实验结果与活性材料冲击响应特性,揭示了活性破片作用油箱毁伤机理;结合活性材料能量释放特性,建立了满油油箱结构失效分析模型,模型结果与实验结果吻合较好。

摘要： 目前,高速射弹入水冲击效应和活性材料都是水中兵器和高效毁伤技术研究的热点。为验证将二者结合应用于反鱼雷、反水雷、反潜艇等以实现高效毁伤水中目标的设想,对某活性材料进行入水冲击实验,并设计出一种头部带有活性材料的含能杆实验件及水中模拟目标进行入水穿靶实验。实验结果表明,单独的小质量活性材料以及头部含能杆在空气介质下的2倍音速范围内冲击入水时,在侵水过程中活性材料均不产生可观测的释能反应现象;若活性材料在撞水前发生释能反应,侵水过程中也会因压力迅速降低、热量快速流失等原因导致反应难以持续;当含能杆入水后继续侵水并撞击穿透模拟目标壳体后,活性材料在模拟目标内部发生类爆轰反应,产生增强毁伤效果。实验验证了将活性材料复合安装于动能杆头部用于攻击水中目标的可行性,为发展水中高毁伤性兵器提供了研究思路。

摘要： 可调谐超构表面为纳米光子器件赋予了更多的自由度与灵活度,在过去十几年中得到了快速发展。在众多调谐机制中,电调超构表面更容易与半导体集成电路结合,是光电器件小型化发展的重要研究方向。本文综述了过去十几年来主要的电调超构表面设计路线。根据调谐机制将电调超构表面分为电控载流子激发调控、液晶调控、电光晶体调控以及微机电系统调控四种设计方案。总结了不同方案的物理机制、调谐方法、研究现状以及优缺点。最后,讨论了不同调谐方案的应用前景并展望了电调超构表面未来的发展趋势。

摘要： 通过电镜试验及力学性能试验探究了细骨料级配和活性材料对活性粉末混凝土的微观结构及增强机理的影响.级配优化促使活性粉末混凝土分步水化生成大量水化硅酸钙凝胶和少量晶体等产物共同构成原始结构,初始水化产物消耗大量氢氧化钙发生"二次水化反应"生成水化硅酸钙等胶凝物质,水化硅酸钙进一步促进水化,致密的水泥浆体将各种粒子紧密堆积粘结,降低孔隙率,提升活性粉末混凝土微结构的致密性和抗压强度.掺入微硅粉、粉煤灰等活性材料能够发生很好的微粉填充效应,优化内部孔结构,两者都能提高活性粉末混凝土强度,但粉煤灰的提高效果存在不稳定现象.

摘要： 导电无机正极材料助力高能量密度有机电池中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源实验室E01组索鎏敏研究团队,利用具有优异电子电导的无机正极材料来代替非活性的导电碳。相关成果发表于Advanced Materials。该导电无机正极材料的加入,不仅可以为整个电极的反应传导电子,而且提高了电极中活性材料的占比,降低了孔隙率和吸液量,从而提升了有机电池的能量密度。

摘要： 为实现油气井聚能射孔弹对砂岩靶穿孔性能和射孔孔道壁清洁效果的共同作用,设计了一种高密度镍/铝活性粉末药型罩.分别选用无活性材料的高钨粉药型罩与镍/铝活性粉末药型罩,旋压制成聚能射孔弹进行地面穿钢靶和穿柱状砂岩靶试验.结果显示,在地面穿钢靶条件下,镍/铝活性粉末药型罩较高钨粉药型罩穿孔孔径提高16.6％,穿孔深度降低22.2％;在地面模拟围压条件下,镍/铝活性粉末药型罩较高钨粉药型罩穿孔孔径提高20.7％,穿孔深度降低10％.镍/铝活性体系药型罩可明显增大穿孔孔径,清洁射孔孔道,有效提高射孔孔道导流能力.

摘要： 活性材料是一种具备释能特性的新型材料,其在冲击导致的高压/高温作用下可以发生化学反应,释放大量的化学能,因此在破片、聚能破甲战斗部等军事领域有广泛的应用潜力.为了实现对活性材料释能过程的设计与控制,推进活性材料武器化应用进程,就必须解答活性材料冲击释能行为中所包含的一系列复杂的力-热-化耦合问题.近40年来,对活性材料的冲击释能行为已开展了大量研究,本文在此基础上系统梳理了活性材料的冲击诱发化学反应机理、动力学以及相关效应的研究现状,重点关注活性材料的冲击释能实验表征技术、冲击诱发化学反应理论模型以及考虑力-热-化耦合的冲击压缩数值模拟方法等3方面的研究进展.总结认为,对活性材料冲击释能行为的研究已经具有一定的积淀,但目前对实验中超快化学反应行为的实时诊断研究还缺乏更加丰富、精细、直观的表征与探索,相关理论与数值模拟研究尚未建立能够完整描述活性材料冲击释能行为的力-热-化理论模型,缺乏能够从宏观尺度描述冲击释能行为的有效方法.因此,超快化学反应实验表征技术、宏观角度的力-热-化机理与模型建立及其数值模拟应用以及具备可调性能的活性材料制备新工艺3方面研究内容将是推进活性材料未来军事化应用的重点关注对象.

摘要： 固井界面胶结是固井水泥环封隔能力的重要组成部分.本文研究了不同类型前置液,特别是固相材料对界面胶结质量的影响,发现能参与水泥水化反应的活性材料,如微硅、矿渣、粉煤灰等,可以显著地提高界面胶结强度.通过X衍射分析和扫描电镜分析,前置液中的活性材料在界面处参与水泥水化反应,降低了氢氧化钙的含量,并且在界面胶结处填充了大量晶体和凝胶类物质.这说明含有活性材料的前置液有利于提高界面胶结质量.

摘要： 采用AUTODYN-3D数值模拟方法,研究了活性材料芯体结构侵彻体作用多层金属靶侵彻-爆炸联合毁伤效应.结果表明,活性材料芯体可显著增强侵彻体的毁伤后效,与惰性金属材料芯体相比,利用活性材料芯体的冲击压缩膨胀和爆炸效应,可使壳体穿靶后碎裂形成更多的有效杀伤破片,显著增大了后效靶的毁伤面积,增强了对后效靶的结构毁伤作用.在弹/靶条件一定下,着靶速度对侵爆效应有显著影响,在本研究弹/靶条件下,着靶速度范围为1000m/s-1200rn/s时,可产生良好的侵爆联合作用,实现对后效靶的高效毁伤.

摘要： 为了评估与表征活性材料在撞击作用下的能量释放特性,设计了一种动态能量释放特性参数测试系统.采用内压容器冲击波测压与高速摄像相结合的方法,获得活性材料在容器内撞击反应所产生的压力曲线和撞击、反应的动态过程图像;通过测量准静态压力和VCC方法,测算活性材料的反应热和反应效率.结果表明,测试原理正确、方法可行,并得到了试验验证,测试系统可用于活性材料的动态能量释放特性表征;当活性材料的撞击速度达到阈值时会发生反应并释放化学能,产生两种类型的超压,既冲击波和准静态压力.

摘要： 本文以废旧锂离子电池电极活性材料为研究对象，在真空热解过程中加入CaO作为固氟剂，在同氟的同时起到同磷的效果。研究了温度、Ca0添加量、停留时间等热解条件对真空热解固氟效果的影响。结果表明固氟效果随温度的增加而增加，固氟效果在温度500°C以上变化不大，并略有下降；CaO添加量越多效果越好，30%可达到很高的固氟效果;30分钟的停留时间对于含氟化合物的分解已经足够。得到CaO固氟、工序的最佳操作参数：CaO添加量30%左右，温度500°C～600°C，停留时间30分钟。

摘要： 对来自两个工厂的四种人造石墨试样进行了XRD结构分析、电子导电率测定和恒电流充、放电试验。为了与石墨化度极高的天然石墨进行对比，选用了来自另一工厂的一种包覆炭-天然石墨试样进行了同样的实验。实验结果和理论分析表明：试样中石墨微晶内贮锂空间的大小、试样的电子导电率以及试样与所用电解液的相容性是影响石墨类负极活性材料比放电容量的重要因素，而前两者又与试样的石墨化度有关，据此提出了一个简单公式用以估算石墨类负极活性材料的理论比放电容量。

摘要： 可渗透反应墙(permeable reactive barrier)技术是近年来比较流行的一种地下水原位处理方法,在许多的欧美国家已开始广泛的应用.本文阐述了该处理技术的概念、基本原理、系统的主要结构类型、反应活性材料的选取,现状应用情况,分析其存在的问题,并指出今后的发展方向.

摘要： 随着近几年来钢铁工业的快速发展，矿渣微粉作为一种新兴建材活性材料，用来制备各种高抗磨、抗腐蚀、高强度的特种水泥，既节能又环保，由于其矿物组成较水泥熟料复杂，易磨性差，已引起行业的高度重视。新研制的中铬合金耐磨钢衬板，成本低，耐磨性高，使用安全可靠，满足了矿渣微粉管磨机耐磨衬板的需要，节能增效明显。

摘要： 设计制备了由活性材料内核(AL／PTFE)、高强度外壳体组成的横向增强效应穿甲弹(PELE),并进行了该种弹丸侵彻多层钢靶的毁伤效应实验。采用30mm弹道炮发射PELE弹，并用高速摄影仪记录观测弹丸侵彻多层靶板的过程。实验结果表明，活性内核PELE弹的外壳体在穿过主装甲过程时由横向增强效应产生大量破片，而活性内核在侵彻过程中发生了剧烈燃爆，对后效靶产生一定的烧蚀和冲击作用。同垂直侵彻相比，斜侵彻情况下PELE弹形成的破片对后效靶板的穿孔数量有大幅下降。

摘要： 二氧化锰具有成本低、资源丰富、对环境友好等优点，在超级电容器上作为活性材料得到了电化学工作者的广泛关注。二氧化锰作为超级电容器材料，其储能机制包括物理储能(双电层储能)及电化学储能(法拉第反应)。由于法拉第反应而产生的能量是双电层能量的几十，甚至是数百倍，因此，提高二氧化锰的电化学活性对于提高二氧化锰超级电容器的能量密度非常重要。本文研究银掺杂二氧化锰，以提高二氧化锰的电化学活性。

摘要： 锂离子电池的正极活性物质为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐，它们是半导体或者绝缘体，导电性较差，必须要加入导电剂来改善导电性；负极石墨材料的导电性稍好，但是在多次充放电中，石墨材料体积经历周期性的膨胀收缩，使石墨颗粒间的接触减少，间隙增大，甚至有些脱离集电极，成为死的活性材料而不再参与电极反应，所以也需要加入导电剂保持循环过程中的负极材料导电性的稳定。本文以KS-6和Super-P分别为石墨和炭黑的代表，研究了它们对电池倍率放电性能的影响，并且利用计算机模拟了电池的放电过程，分析导电剂对电池倍率放电性能影响的原因。

摘要： 提供复合正极活性材料、包括复合正极活性材料的正极和锂电池及制备复合正极活性材料的方法。所述复合正极活性材料包括具有第一层状晶体结构的第一金属氧化物和具有第二层状晶体结构的第二金属氧化物的复合物，其中所述第二金属氧化物包括层状双氧化物(LDO)。

摘要： 本发明提供：一种通过利用高镍含量的废二次锂电池制备正极活性材料的前体材料的方法；一种制备用于二次锂电池的正极活性材料的方法，该正极活性材料包括通过该制备正极活性材料的前体材料的方法所制备的正极活性材料的前体材料；以及一种用于锂二次电池的正极活性材料，该正极活性材料是根据该制备用于二次锂电池的正极活性材料的方法所制备的。

摘要： 本发明提供一种通过利用废二次锂电池制备正极活性材料的前体材料的方法，提供一种制备用于二次锂电池的正极活性材料的方法，该正极活性材料包含通过所述前体材料的制备方法所制备的正极活性材料的前体材料，以及提供一种通过所述正极活性材料的制备方法所制备的用于二次锂电池的正极活性材料。

摘要： 本发明的半电活性材料包括自支撑式聚合物基体，该聚合物基体中插入有电活性体系，该电活性体系包括如下成分或由如下成分构成：至少一种能够被氧化和/或能够释放电子和作为补偿电荷的阳离子的电活性有机化合物；或至少一种能够被还原和/或能够接受电子和作为补偿电荷的阳离子的电活性有机化合物；和离子电荷；以及用于所述半电活性体系的增溶液体，其中所述液体不溶解所述自支撑聚合物基体，选择该聚合物基体以提供用于离子电荷的渗透途径，这使得在电介质电流的作用下，可以有所述电活性有机化合物获得颜色对比度所需要的氧化和还原反应。

摘要： 涉及一种正极活性材料，其包括：锂过渡金属氧化物颗粒，其中锂的一部分被Na取代，并且包括Ni和Co原子；以及含钴涂层，其设置在所述锂过渡金属氧化物颗粒的表面上，其中，所述锂过渡金属氧化物颗粒具有其中Co原子的浓度在从颗粒的表面向颗粒中心的方向上降低的浓度梯度区域，所述正极活性材料的制备方法以及具有包括所述正极活性材料的正极的锂二次电池。

摘要： 本发明涉及一种二次电池用正极活性材料前体及其制备方法，其中本发明的所述正极活性材料前体呈其中多个一次粒子聚集的二次粒子的形式，其中所述一次粒子的长轴布置在从所述二次粒子的中心朝向其表面的方向上，其中所述一次粒子包含晶粒，其中(001)面布置在相对于所述一次粒子的长轴方向具有20°至160°的角度的方向上。

摘要： 本发明涉及一种制备其中(001)面的粒子生长受到抑制的正极活性材料前体的方法；通过上述方法制备的正极活性材料前体；通过使用所述正极活性材料制备的正极活性材料；包含所述正极活性材料的正极；以及锂二次电池。

摘要： 涉及一种包括被Na、W、Mg、Ti和S取代的锂过渡金属氧化物的正极活性材料、所述正极活性材料的制备方法以及具有包括所述正极活性材料的正极的锂二次电池。

摘要： 本发明涉及一种正极活性材料前体、其制备方法以及使用所述正极活性材料前体制备的正极活性材料，其中本发明的正极活性材料前体为由式1表示的氢氧化物构成的正极活性材料前体，其中所述正极活性材料前体是多个一次粒子聚集而成的二次粒子，并且包含晶粒，其中所述一次粒子的长轴沿从所述二次粒子的中心朝向其表面的方向布置，并且所述一次粒子的(001)面设置成平行于所述一次粒子的长轴。

摘要： 本发明涉及二次电池用正极活性材料前体、其制备方法以及通过使用所述正极活性材料前体制备的正极活性材料，所述正极活性材料前体是一次粒子聚集而成的二次粒子，其中所述二次粒子包含：包含镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)的核部和围绕所述核部的表面且包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)的壳部，其中所述核部和所述壳部由棒状一次粒子构成，并且所述壳部的一次粒子的平均长轴长度小于所述核部的一次粒子的平均长轴长度。