导读:本文包含了氧化锆纤维论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:氧化锆,溶胶,纤维,纺丝,凝胶,可纺性,静电。
氧化锆纤维论文文献综述
王增昊[1]（2019）在《氧化锆纤维纸的制备及其在电池隔膜上的应用研究》一文中研究指出锂离子电池凭借其便携性、高能量密度和长循环寿命的优点,被广泛地应用于电动汽车和电子产品中。隔膜作为锂离子电池的重要组成部件,对电池的安全性能、放电容量和电池寿命等有重要的影响。目前商业化应用的电池隔膜主要是聚烯烃材料。聚烯烃材料凭借其高的机械强度、合适的电化学稳定性和低的成本而被广泛应用。由于其疏水表面,聚烯烃隔膜对传统电解液的可湿性比较差,这导致了电池差的电化学性能。特别是当温度升高时,聚烯烃隔膜因为会发生严重的热收缩,使电池的正负极接触,从而导致爆炸或者是火灾。氧化锆纤维具有优良的化学稳定性、耐高温性能和对电解液良好的浸润性,是一种作为电池隔膜的理想材料。因此,本论文提出并研究了运用抄造纸技术抄造氧化锆纤维纸锂离子电池隔膜及性能。首先研究了氧化锆纤维的自身性能,然后对氧化锆纤维分散效果和氧化锆纤维纸强度的影响因素进行了分析,并分别对ZrO2/PVDF(聚偏氟乙烯)纤维纸和ZrO2/玄武岩纤维纸在电池隔膜方面的性能进行了探究。主要的研究结论如下:1.研究了由静电纺丝技术制备的氧化锆纤维自身性能,结果表明,氧化错纤维在温度和湿度分别为25 ℃和65%的条件下,其吸水率为4.27%,在水中的Zeta电位为-25.85 mV,纤维呈圆柱形,且表面光滑,在经过酸碱溶液处理后,纤维表面形貌没有发生任何变化,证明氧化锆纤维具有优异的耐酸碱腐蚀的能力。2.研究了氧化锆纤维经不同工艺处理和采用不同的分散剂以及胶黏剂后对纤维分散效果以及纤维纸强度的影响。结果发现,悬浮液浆浓为0.2%,疏解转数为20000时,得到的氧化锆纤维分散效果最好;浓度为2%的聚氧化乙烯对纤维的分散效果最好。PVDF做胶黏剂时制备的氧化锆纤维纸强度可以达到4 MPa,要远远优于用PVA(聚乙烯醇)做胶黏剂制备的纤维纸;氧化锆与玄武岩复合的纤维纸拥有较高的强度,在高温下使用时,ZrO2/玄武岩纤维纸能够保持强度。3.采用抄造纸技术制备ZrO2/PVDF纤维纸,通过改变纤维悬浮液中PVDF的浓度,抄造出不同PVDF含量的氧化锆纤维纸,考察它们的表面形貌、孔隙率、电解液吸收率、拉伸强度和XRD图谱。选取PVDF含量是40%时ZrO2/PVDF纤维纸,考察其隔膜性能。结果表明,PVDF含量是40%时,氧化锆纤维纸中孔的形貌最好,数量最多而且分布也最均匀。孔隙率和电解液吸收率测试也表明ZrO2-40%PVDF纤维纸拥有最高的孔隙率和电解液吸收率,分别是77.69%和523.3%,纤维纸中PVDF是无定形态,这有助于提高纤维纸对电解液的浸润性,ZrO2-40%PVDF纤维纸柔韧性比较好,拉伸强度为4.7MPa,与电解液的接触角仅为0°,能够帮助隔膜贮存更多的电解液,提高电池的电化学性能,ZrO2-40%PVDF纤维纸在500 ℃时的热收缩为零,氧化锆纤维纸能够大大提高锂离子电池的安全性能,改善电池在高温下的使用情况。ZrO2-40%PVDF纤维纸的氧化分解电压为4.8 V,离子电导率则为0.96mScm-1,初始放电比容量和100个循环后的容量保持率为134 mA h g-1和89.6%,高于PP隔膜的129.9 mA h g-1和84.5%,具有更好的循环性能;ZrO2-40%PVDF纤维纸在不同倍率下的放电性能也要明显优于PP(聚丙烯)隔膜。4.通过纸张抄造技术制备ZrO2/玄武岩纤维纸,制备出玄武岩纤维含量不同的ZrO2/玄武岩纤维纸。测试玄武岩纤维含量不同时ZrO2/玄武岩纤维纸的拉伸强度,选取满足隔膜强度要求的纤维纸进行电池隔膜性能测试。结果表明,玄武岩纤维添加量为50%时,纤维纸的强度达到2.4 MPa,满足电池对隔膜的机械应力要求;ZrO2/玄武岩纤维纸中,氧化锆纤维和玄武岩纤维在纤维纸中分散均匀,纤维分布有层次感,纤维纸含有较大的孔径,可以提高隔膜的孔隙率和阻止锂枝晶生长,其孔隙率和电解液吸收率分别是80.36%和594.65%,PP仅有46.78%和114.29%,表明ZrO2/玄武岩纤维纸具有更大的孔隙率和吸液率,这有利于提高电池的放电性能。经过耐热性测试,ZrO2/玄武岩纤维纸在200 ℃时没有发生任何的尺寸改变,而PP隔膜在150 ℃时就已经发生了严重的收缩,不能正常隔离正负极,ZrO2/玄武岩纤维纸则能很好的隔离,提高锂离子电池的安全性能。ZrO2/玄武岩纤维纸的氧化分解电压为4.7 V,离子电导率为0.82 mScm-1,初始放电比容量和100个循环后容量保持率为133.1 mAh g-1和92.3%,高于PP隔膜的129.9 mAh g-1和84.5%,具有更好的循环性能;ZrO2/玄武岩纤维纸在不同倍率下的放电性能也要明显优于PP隔膜,因此在高温度和大电流条件下使用时拥有更好的前景。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-28）
李茹,高惠芳,张铭霞,齐学礼,唐建新[2]（2019）在《一锅法制备氧化锆纤维前躯体》一文中研究指出以氧氯化锆、硝酸钇等为原料,采用一锅法制备氧化锆纤维前躯体,研究了不同反应温度、液相黏度对制备的氧化锆纤维前躯体性能的影响;采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜以及差热-热重分析对氧化锆纤维前躯体及氧化锆纤维进行表征,采用静电纺丝法对制备的氧化锆纤维前躯体的可纺性进行了验证。结果表明:采用一锅法可以快速制备氧化锆纤维前躯体——聚乙酰丙酮锆纺丝液,采用静电纺丝可以获得高纯立方相氧化锆纤维。(本文来源于《济南大学学报(自然科学版)》期刊2019年01期）
李茹,高惠芳,齐学礼,张铭霞,唐建新[3]（2018）在《静电纺丝法制备超细氧化锆纤维》一文中研究指出采用一锅法制备了氧化锆前躯体纺丝液聚乙酰丙酮锆。利用静电纺丝工艺制备了超细氧化锆纤维,直径达到100 nm～500 nm。研究了静电纺丝工艺参数(纺丝电压、固化距离、注射泵的推进速度、溶胶粘度等)对氧化锆纤维性能的影响。实验表明,当纺丝电压为20 KV、固化距离为12 cm、注射泵推进速度为1.0 mL/h、溶胶粘度为2.0 Pa·s时,纺出纤维直径细,纤维连续且均匀。(本文来源于《现代技术陶瓷》期刊2018年05期）
孙亚娟[4]（2018）在《溶胶法连续氧化锆纤维制备工艺研究》一文中研究指出氧化锆纤维以其质轻,高强度,高韧性,尤其是耐高温(高达2200 ℃)等突出优势,在航天、民用等方面都有广泛而不可替代的应用。然而传统的熔融成纤法难以用于氧化锆纤维的生产,以溶胶凝胶技术为基础的制备工艺逐渐发展起来。国外已经有可用于航天等尖端领域的连续氧化锆纤维产品,但由于技术垄断,国内的氧化锆纤维制备技术发展缓慢,仅有的几家短纤维生产企业也存在过程污染,产品力学性能差等问题。基于此,本文针对氧化锆纤维产品,采用溶胶凝胶法结合静电纺丝工艺进行硅掺杂氧化锆纤维的绿色化、无害化的清洁制备工艺研究。论文的主要研究内容及成果如下:(1)以醋酸锆为锆源,硝酸钇为相稳定剂,以二氧化硅为添加剂制备聚醋酸锆溶胶。该体系制备工艺简单,所得溶胶可纺性好。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝助剂,辅助静电纺丝过程凝胶纤维的制备。经合理的热处理工艺处理即可得到颗粒致密(30-60 nm),直径分布均匀(400-700 nm)的四方相氧化锆纤维。(2)以碱式碳酸锆为锆源,醋酸为络合催化剂,乙酸钇为相稳定剂,二氧化硅为功能性添加剂在水溶液中制备前驱体。当纺丝液粘度范围为60-80 mPa·s,n(CH3COOH):n(Zr02)至少为3时,溶胶可纺性能优良,经静电纺丝可得到长达几十厘米的凝胶纤维。同时对不同醋酸含量下前驱体聚合结构及形成机理进行了探索。(3)考察硅添加对于纤维性能的影响,发现Si02的添加可有效抑制溶胶过程颗粒长大,获得结构致密表面光滑的氧化锆纤维。相较于未添加组,少量添加Si02(5 mol%)即可使颗粒直径减小一半,但当添加量超过一定阀值(10 mol%),纤维则变得易脆短促。(4)通过综合热分析,X射线粉末衍射分析等制定了先慢后快的热处理制度。通过对纤维产品晶型及颗粒大小考察,发现Y203添加量对氧化锆纤维的晶型影响较大,当添加量达到3%后,即可使氧化锆纤维在室温下保持四方相。(5)通过分析溶胶和纤维特征,最终确定醋酸锆体系静电纺丝过程参数为:纺丝电压18-20 kV,进料速率0.015-0.02 mL/min,固化距离10-15 cm;碳酸锆体系静电纺丝过程适宜的参数为:纺丝电压20-25 kV,进料速率0.015-0.02 mL/min,固化距离12-18 cm。(6)采用Comsol Multiphysics有限元分析软件对静电纺丝过程进行初步模拟探索。建立简化数学模型,以稳态静电场模块对电场特性进行分析计算,模拟得到纺丝电场电势及场强分布,并模拟加载电压及固化距离对电场的影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)》期刊2018-06-01）
袁康康[5]（2018）在《氧化锆纤维微观结构调控及锆酸盐二元氧化物纤维制备的研究》一文中研究指出氧化锆多晶纤维具有耐高温、抗腐蚀、抗氧化、高温化学性质稳定和热导率低等特点,是一种性能优异的高温隔热保温材料和基体增强材料。在过去的二十年中,本课题组已经完成了对氧化锆纤维制备过程中的各项技术攻关,实现了氧化锆纤维的产业化,即氧化锆纤维的研究已经从材料的制备转向性能优化和应用开发。高温条件下氧化锆纤维力学性能和抗高温蠕变性能的下降限制了其在超高温环境条件下的应用,因此,氧化锆纤维力学性能和抗高温蠕变性能的优化依然迫切;此外,由于氧化锆本身性质的局限产生了一些应用中的潜在威胁,如低温水蒸气中长时间的使用导致的四方氧化锆的相变,高氧离子迁移率导致的晶粒快速生长,其对新型多晶纤维材料的研发以应对不同的苛刻环境提出了新的要求。因此本论文主要从氧化锆纤维性能优化、应用探索和新型锆酸盐多晶纤维制备叁个方面开展相关研究工作。本论文的主要研究内容以及获得的主要结果如下:一、氧化锆纤维晶粒生长控制研究1.详细研究了水蒸气处理和稳定剂六水合硝酸钇的添加对氧化锆纤维前驱体聚乙酰丙酮合锆(PAZ)的分解、结晶、晶粒生长和相变的影响。研究结果表明:PAZ分解转变为氧化锆的过程中形成了中间体锆的乙酸盐;与空气中处理相比,水蒸气处理可以降低PAZ中乙酰丙酮基向乙酸根转变的温度,降低四方亚稳相氧化锆的结晶温度,促进四方亚稳相向单斜相的相转变;此外,由于相稳定剂六水合硝酸钇的添加,硝酸根的氧化作用降低了PAZ热分解过程中含碳残余物的生成量,氧化钇的生成抑制了氧化锆的相变并阻碍了氧化锆晶粒的生长。2.利用扫描电子显微技术(SEM)研究了水蒸气预处理温度对快速烧结过程中氧化锆纤维晶粒尺寸及尺寸分布的影响。研究结果表明:在1300℃,与空气中相比,氧化锆前驱体纤维在水蒸气气氛中预处理可以促进烧结的氧化锆纤维晶粒尺寸向小尺寸方向移动并提高小尺寸晶粒的集中程度。3.通过向氧化锆纤维中加入少量的氧化镧,研究1400℃下第二相对氧化锆纤维晶粒尺寸和热导率的影响。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱数据表明氧化锆纤维中氧化镧以烧绿石型结构的锆酸镧存在;SEM和晶粒分布数据表明少量锆酸镧的形成可以明显的阻碍氧化锆纤维晶粒的生长,提高氧化锆纤维晶粒尺寸分布的集中程度;热导率测试结果表明,当锆酸镧的质量分数为3%时,纤维片的热导率最低。即纤维中形成的第二相锆酸镧有利于阻碍氧化锆纤维晶粒的生长,同时,在纤维中形成的声子散射点有利于降低纤维的热导率。4.纤维直径能够影响纤维的耐温性和力学性能。通过离心甩丝法和静电纺丝法制备了不同直径大小的氧化锆纤维,分别将纤维处理至1000℃,1200℃和1400℃,初步探讨了纤维直径对氧化锆纤维晶粒大小和纤维柔韧性的影响。研究结果表明,当纤维晶粒小于纤维直径时,随着纤维直径的增大,纤维的晶粒有减小的趋势;当纤维晶粒明显小于纤维直径时,纤维直径越小,纤维的柔韧性越好;当纤维晶粒尺寸达到或者接近于纤维直径时,纤维柔韧性显着下降。二、介孔氧化锆纤维作为催化剂载体的研究从增大介孔氧化锆纤维比表面积的角度出发,研究了以十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,空气气氛处理、水蒸气气氛处理和氧化硅的添加对介孔氧化锆纤维的制备及其比表面积的影响,表征了介孔氧化锆纤维作为催化剂载体,钨酸盐作为活性物质对苯酚红溴化反应的催化性能。1.以聚醋酸氧锆(PEZ)为锆源,以CTAB为模板剂,通过静电纺丝法制备了氧化锆前驱体纤维,研究了空气中纤维的热分解、结晶和微观结构变化,并表征了氧化锆纤维负载钨酸铵催化苯酚红的溴化反应活性。氮气吸脱附曲线和SEM表明制备获得的氧化锆纤维结构为无序的介孔结构,在300℃具有最大的比表面积,比表面积为120m2/g;以热处理至300℃的氧化锆纤维为载体,研究了钨酸铵的负载量对催化剂催化性能的影响,催化性质研究表明,随着负载含量的增加,催化剂的催化性能呈现先增加后减小的趋势,在钨酸铵的负载含量为6wt%时具有最大的催化活性,催化活性为1.26mmolh-1g-1。2.对以CTAB为模板剂、静电纺丝法制备的氧化锆前驱体纤维进行水蒸气处理,通过与空气热处理气氛对比,研究了水蒸气处理对介孔氧化锆纤维结晶、相变和微观结构的影响,并表征了水蒸气处理获得的介孔氧化锆纤维负载钨酸铵对苯酚红的溴化催化反应活性。研究结果表明,水蒸气处理促进了介孔氧化锆纤维的结晶和相变,提高了介孔氧化锆纤维的比表面积,在300℃具有的比表面积为199m2/g;催化活性研究表明,钨酸铵负载含量为6wt%的介孔氧化锆纤维具有最大的催化活性,催化活性为1.68mmolh-1g-1,催化性质的提高主要源于比表面积的增大,活性位点的增多。3.向以CTAB为模板剂的氧化锆前驱体纤维中加入正硅酸四乙酯(TEOS,SiO2源),并将前驱体纤维在水蒸气中预处理至350℃,对比研究了空气和水蒸气中的进一步热处理对介孔氧化锆纤维结晶、相变和微观结构变化的影响,探讨了介孔结构的形成与演变机理。研究表明,SiO2的添加可以显着地阻碍氧化锆纤维的结晶和相变,提高介孔氧化锆纤维中介孔结构的热稳定性,在350℃时介孔氧化锆纤维的比表面积为332m2/g;水蒸气预处理可以促进TEOS的水解以及CTAB的温和热分解,同时水蒸气分子与热分解过程中生成的气体物质进行交换,填充在介孔结构中,增大了孔中的内压力,提高了介孔结构的稳定性,从而提高了纤维的比表面积;此外,SiO2的添加为介孔结构提供了骨架,阻碍了氧化锆的结晶、相变与晶粒生长,提高了孔结构的高温稳定性;随着温度的升高,孔壁结构中发生晶粒生长与合并,狭缝状孔结构产生了连接、交联合并的演变过程,最终导致了无序交联狭缝孔结构的形成。4.以添加SiO2的介孔氧化锆纤维为载体,制备了钨酸铵为负载物质的溴化反应催化剂,研究了催化剂的活化温度、钨酸铵负载量以及催化反应温度对催化剂催化活性的影响,并表征了催化剂的循环使用性。研究结果表明,催化剂的最佳活化温度为400℃,最佳负载量为10wt%,同时在催化反应温度为45℃时,催化剂的催化活性为2.13mmol h-1g-1;室温条件下循环使用5次后催化剂的催化活性可以保持在初始值的59%左右。叁、锆酸盐二元氧化物纤维的制备研究1.以碱式碳酸锆为锆源,硝酸镧、氯化镧和醋酸镧为镧源,通过静电纺丝法制备了锆酸镧前驱体纤维,研究了不同的镧源对锆酸镧纤维的热分解、结晶、相变、微观结构变化和热导率的影响。热重/差示扫描量热(TG/DSC)、红外光谱(IR)和SEM表明以氯化镧为镧源的前驱体纤维分解过程缓慢,有利于致密锆酸镧纤维的制备,而以硝酸镧和醋酸镧为镧源制备的锆酸镧纤维处理至1200℃时表面存在气孔;XRD和拉曼光谱表明纤维在800℃形成缺陷萤石型结构的锆酸镧,在1000℃形成烧绿石型结构的锆酸镧;对热处理至1200°C的纤维制备的纤维片进行热导率测试,结果表明以硝酸镧和醋酸镧为镧源的锆酸镧纤维片具有相对较低的热导率,这个可能与纤维表面气孔的形成有关。2.以碱式碳酸锆为锆源,碳酸钡为钡源,冰乙酸为反应物,甲醇为溶剂,采用离心甩丝法制备了锆酸钡多晶纤维。详细研究了锆酸钡前驱体纤维的热分解、结晶、固相反应和微观结构的变化过程,测试了锆酸钡纤维的高温相稳定性和样品块的热稳定性。热分解和纤维结晶分析表明乙酸钡在热分解及固相反应形成锆酸钡的过程中有中间体碳酸钡的产生;根据热分析和微观结构的变化结果,初步分析了锆酸钡纤维中气孔的产生原因,形成的气孔主要是由碳酸钡高温分解产生的气体所导致;高温相稳定性测试结果表明锆酸钡纤维在1500℃下晶相稳定;锆酸钡纤维块的线收缩测试表明样品块在1200℃和1300℃的线收缩小于2.5%,在1400℃的线收缩大于2.5%,因此离心甩丝法制备的锆酸钡纤维具有在1300℃长时间使用的潜力。3.为了进一步优化锆酸钡纤维的微观结构,避免碳酸钡的形成,以获得致密的锆酸钡纤维,以聚醋酸氧锆为锆源,乙酸钡为钡源,叁氟乙酸或者乳酸为乙酸钡的配体,静电纺丝法制备了锆酸钡前驱体纤维,详细研究了以乳酸和叁氟乙酸为配体对锆酸钡前驱体纤维的制备、热分解、结晶、固相反应和微观结构的影响。1)以乳酸和叁氟乙酸为乙酸钡的配体,分别形成了乳酸盐配合物和叁氟乙酸盐配合物,提高了乙酸钡在甲醇中的溶解度,并形成了稳定的可纺溶胶,表明两者都是研制高质量溶胶的有效配体。2)以乳酸为乙酸钡的配体,乳酸盐配合物的形成提高了钡盐前驱体的热稳定性,促使锆酸钡前驱体纤维热分解过程变得温和,且没有检测到中间体碳酸钡的形成,有利于制备致密的锆酸钡纤维。3)以叁氟乙酸为乙酸钡的配体,前驱体纤维在空气中热处理形成锆酸钡的过程中有中间体氟化钡(BaF2)的形成,BaF2具有比BaCO3更高的热稳定性;纤维微观结构表明锆酸钡纤维中有明显的气孔,气孔的产生主要是由于稳定中间体BaF2的高温分解形成气体导致的。4)以叁氟乙酸为乙酸钡的配体,将前驱体纤维进行水蒸气预处理,避免高温稳定相中间体BaF2的形成,从而获得了致密的锆酸钡纤维。其主要是由于BaF2与水蒸气的反应导致的,同时也进一步说明以乙酸为溶剂和叁氟乙酸为配体,空气中热处理时,锆酸钡纤维中气孔的产生分别主要是由于BaCO3和BaF2的高温分解形成的气体导致的。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-31）
代德美[6]（2018）在《氧化锆纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备及性能研究》一文中研究指出本文选用无机聚锆体系,采用溶胶-凝胶法制备ZrO2纤维。以制备的ZrO2纤维为原料分别采用直接发泡法和添加造孔剂法制备ZrO2纤维复合的ZrO2泡沫陶瓷。利用光学显微镜,XRD,导热系数测试仪,万能试验机等对制备出的ZrO2泡沫陶瓷进行综合性能分析。研究结果包含以下叁个部分:(1)选用无机聚锆体系,以氧氯化锆与过氧化氢为原料,叁氯化钇为相稳定剂,采用溶胶-凝胶法结合离心甩丝工艺成功制备出了长度可达数十至数百厘米的ZrO2前驱体纤维,然后在水蒸气气氛下对前驱体纤维进行热处理得到ZrO2纤维。结果表明:当H2O2/ZrOCl2摩尔比为4～5:1,反应温度为15～25℃,反应液陈化时间为3～5d时,无机锆可纺胶液具有非常好的稳定性和纺丝性。制备出的ZrO2纤维连续性好,直径为6～10μm,表面光滑无孔,内部晶粒排布密实。(2)采用直接发泡法,以立方相ZrO2粉末和ZrO2短纤维为原料,聚乙烯醇为粘结剂,利用氧氯化锆与过氧化氢反应发泡获得湿泡沫体,将湿泡沫体常温放置数日固化干燥后,经热处理得到性能优良的ZrO2泡沫陶瓷。结果表明:当质量比ZrO2粉末:ZrO2纤维:ZrOCl2:H2O2:聚乙烯醇=1:0.31～0.55:0.04:0.15～0.2:0.002～0.003、反应温度为10～20℃、搅拌速率为80～100r/min时制备出的ZrO2泡沫陶瓷性能较好,体积密度为1.5g/cm-3,气孔率高(真气孔率最高可达80%,闭气孔率最高可达48%),导热系数最低可达0.18W/(m·K),加热永久线收缩均小于0.42%,抗压强度最大可达4.7MPa。经不同烧结温度烧成的ZrO2泡沫陶瓷晶相为全稳定的立方相ZrO2。(3)采用添加造孔剂法,以立方相ZrO2粉末和ZrO2纤维为原料、PVB与淀粉为造孔剂,PVA为粘结剂,经半干法压制成型,常温放置数日,经热处理烧结成功制备出了ZrO2泡沫陶瓷。结果表明:当造孔剂添加量为17～22wt%,压制压力为60～70MPa时,制备出的ZrO2泡沫陶瓷性能好,气孔率较高(最高可达64%),孔结构呈圆形,孔径≤150μm;抗压强度最大达2.7MPa;导热系数最小可达0.28W/(m·K)。所制备的ZrO2泡沫陶瓷的晶相为全稳定的立方相ZrO2。(本文来源于《南京理工大学》期刊2018-03-01）
汪美娜[7]（2017）在《基于氧化锆纤维非织造骨架的锂离子电池隔膜研究》一文中研究指出锂离子电池隔膜是电池中关键的内层组件之一,决定了电池的容量、循环及电池寿命等性能。目前市场上的锂离子电池隔膜多采用聚烯烃类微孔薄膜,虽然其机械性能好,但孔隙率低、吸液率低、热稳定性差。聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜因其高孔隙率和吸液率成为研究热点,但其机械强度差、熔点低、易变形。基于这两大类隔膜的缺陷,大部分的研究都集中以聚烯烃膜或PVDF微孔膜为基材,将无机颗粒(Al2O3、Si O2、ZrO_2等)与基膜复合。但这种方法工艺复杂、成本高。因此,本文提出并实施了一种新颖的无机纤维非织造结构制备锂离子电池隔膜的工艺。研究了相转化法PVDF聚合物微孔膜原材料的选择,PVDF-HFP/ZrO_2纤维膜的制备及性能研究,以及隔膜的电化学性能评价与测试,并且与商业隔膜Celgard2400及用相同工艺制备的75%PVDF-HFP/ZrO_2粉末膜进行了对比,得出下列结论:(1)研究不同浓度下PVDF均聚物和PVDF共聚物(PVDF-HFP)对微孔膜的结构与性能影响。结果表明,两者在一定范围内随聚合物浓度的增加,机械强度增大,孔径减少,孔隙率减小,吸液率减少。PVDF-HFP的机械强度、孔隙率、吸液率均优于PVDF均聚物。(2)制备PVDF-HFP/ZrO_2微孔膜,研究发现,无论氧化锆是以纤维还是粉末的形态,都能够均匀的分散在PVDF-HFP微孔膜中。随着纤维比例的增加,微孔膜断裂强力不断增大,且薄膜经过电解液浸润后的湿态力学性能优于干态。(3)与Celgard2400相比,PVDF-HFP/ZrO_2纤维膜具有优异的电解液润湿性和热稳定性。75%ZrO_2纤维膜的浸液高度约为Celgard2400的4倍;电解液滴在纤维膜表面迅速扩散完全铺展,在Celgard2400表面几乎成球状;纤维膜的质量在450℃无明显变化,而Celgard2400在400℃开始急剧分解,在495℃时几乎完全分解;75%纤维膜在高温烘箱中纵横向没有收缩现象,Celgard2400在160℃横向开始收缩,在170℃急剧收缩。纤维膜在明火中燃烧表现出良好的阻燃性,Celgard2400碰触到明火迅速收缩成球状。与75%PVDF-HFP/ZrO_2粉末微孔膜相比,75%PVDF-HFP/ZrO_2纤维微孔膜表现出优良的力学性能和结构稳定性。75%PVDF-HFP/ZrO_2纤维膜的断裂强力远高于5%粉末膜,且粉末膜表面存在粉末易散落的现象。无论是在电解液中还是在明火中,纤维能够为微孔膜提供良好的结构稳定性,相反,粉末膜在电解液中易卷曲,明火中易散落失去稳定结构。(4)PVDF-HFP/ZrO_2膜的界面阻值均小于Celgard2400。随着微孔膜中纤维比例的增加,电池的界面阻抗逐渐减小,离子电导率逐渐增大。在0.2C下充放电循环50次后,75%ZrO_2纤维膜组装的电池容量保持率(93%)比Celgard2400高3%,比75%ZrO_2粉末膜高出45%。在倍率性能中,75%ZrO_2粉末膜电池在8C时的容量保持率仅在24%,远低与Celgard2400(35%)和75%ZrO_2纤维膜(38%)。75%纤维膜具有最大的能量密度,说明纤维对于维持微孔膜的结构形态具有重要作用。(5)PVDF-HFP/ZrO_2纤维膜和Celgard2400组装成电池在60℃下的首次充放电曲线、循环性能和倍率性能均无明显差异,而75%ZrO_2粉末膜组装的电池在60℃循环性能和倍率性能均比常温下略差,进一步证明了氧化锆以纤维的形式添加更加有利于高温化学性能稳定性。用Celgard2400组装的电池在140℃下的OCV不到10分钟电压迅速降到2.39V,在经过210分钟后开路电压仅由0.26V。75%ZrO_2粉末膜和75%ZrO_2纤维膜组装的电池在整个测试时间保持原有的开路电压。综上,无机纤维非织造骨架的锂离子电池隔膜制备方法有潜力成为锂离子电池隔膜制备的重要工艺。(本文来源于《东华大学》期刊2017-01-06）
彭子钧,安迪,罗旭东,张国栋,谢志鹏[8]（2016）在《氧化锆纤维加入量对莫来石-10%vol.%SiC晶须-ZrO_2纤维复合材料机械性能和抗热震稳定性的影响》一文中研究指出本文针对莫来石陶瓷脆性问题,将不同含量的ZrO_2纤维引入莫来石-SiC晶须体系中,经等静压成型,N2气氛中常压烧结制备出莫来石-SiC晶须-ZrO_2纤维复合材料,研究了ZrO_2纤维加入量对复合材料的机械性能和抗热震稳定性的影响。实验结果表明,氧化锆纤维的引入促进了莫来石陶瓷的烧结,抑制了莫来石晶粒的生长,并且提高了复合材料的断裂韧性和抗热震稳定性。氧化锆纤维的加入量为15wt.%时,材料的力学性能达到峰值,其断裂韧性为5.73MPa·m~(1/2)。试样经十次水冷热震之后残余抗折强度的变化趋势和热震前试样的抗折强度变化趋势保持一致,氧化锆纤维加入量为15wt.%的试样有最大强度保持率75.34%。分析认为纤维拔出、界面脱粘、裂纹偏析以及相变增韧是主要的增韧机制。根据增韧理论模型分析了每种增韧机制对提高材料性能的作用,其中纤维拔出将断裂韧性提高了56.17%,为最重要的增韧机制。过量加入氧化锆纤维对复合材料的机械性能和抗热震稳定性产生不利影响,这是由于纤维架桥效应降低了材料的体积密度,同时材料内部因热膨胀系数失配产生缺陷降低了材料的强度。(本文来源于《第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集》期刊2016-10-11）
李秋霞,徐建峰,王新福,徐培佩[9]（2016）在《若干成纤工艺条件对氧化锆纤维坯体性能的影响》一文中研究指出以氧氯化锆为主要原料,以氧化钇为相稳定剂,以醋酸和柠檬酸为有机助剂,采用溶胶凝胶法制备多晶氧化锆纤维。研究胶体黏度、氧化锆含量和甩丝盘转速对纤维坯体性能的影响。试验发现:当溶胶内氧化锆质量分数为27.62%左右、黏度为27 P左右时,制得的纤维坯体直径细且分布均匀;随着胶体黏度的上升,纤维的平均直径呈上升趋势;甩丝盘转速在4 000~5 500 r/min时,成纤性相对较好,且纤维的平均直径随着转速的增加而略有下降,而直径分布变化不明显。(本文来源于《工业炉》期刊2016年01期）
辛莹,江伟辉,冯果,刘健敏,张权[10]（2016）在《非水解溶胶凝胶法制备氧化锆纤维》一文中研究指出以无水四氯化锆为锆源,乙醇为氧供体,金属钇粉为稳定剂,DBE为溶剂,采用非水解溶胶-凝胶(NHSG)法制备氧化锆纤维。利用TEM、FE-SEM和XRD等测试方法研究了助纺剂的种类和用量对溶胶可纺性和样品形貌的影响。结果表明:相对老化温度低的聚酯树脂,以老化温度高的环氧树脂作为助纺剂制得的溶胶可纺性更好;环氧树脂用量过多或过少均不利于可纺性溶胶的制备;助纺剂用量为5 wt%时,溶胶可纺性最好,并且可制得表面光滑无裂纹的氧化锆纤维。(本文来源于《中国陶瓷》期刊2016年01期）
氧化锆纤维论文开题报告
（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：
以氧氯化锆、硝酸钇等为原料,采用一锅法制备氧化锆纤维前躯体,研究了不同反应温度、液相黏度对制备的氧化锆纤维前躯体性能的影响;采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜以及差热-热重分析对氧化锆纤维前躯体及氧化锆纤维进行表征,采用静电纺丝法对制备的氧化锆纤维前躯体的可纺性进行了验证。结果表明:采用一锅法可以快速制备氧化锆纤维前躯体——聚乙酰丙酮锆纺丝液,采用静电纺丝可以获得高纯立方相氧化锆纤维。
（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。
氧化锆纤维论文参考文献
[1].王增昊.氧化锆纤维纸的制备及其在电池隔膜上的应用研究[D].山东大学.2019
[2].李茹,高惠芳,张铭霞,齐学礼,唐建新.一锅法制备氧化锆纤维前躯体[J].济南大学学报(自然科学版).2019
[3].李茹,高惠芳,齐学礼,张铭霞,唐建新.静电纺丝法制备超细氧化锆纤维[J].现代技术陶瓷.2018
[4].孙亚娟.溶胶法连续氧化锆纤维制备工艺研究[D].中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所).2018
[5].袁康康.氧化锆纤维微观结构调控及锆酸盐二元氧化物纤维制备的研究[D].山东大学.2018
[6].代德美.氧化锆纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备及性能研究[D].南京理工大学.2018
[7].汪美娜.基于氧化锆纤维非织造骨架的锂离子电池隔膜研究[D].东华大学.2017
[8].彭子钧,安迪,罗旭东,张国栋,谢志鹏.氧化锆纤维加入量对莫来石-10%vol.%SiC晶须-ZrO_2纤维复合材料机械性能和抗热震稳定性的影响[C].第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集.2016
[9].李秋霞,徐建峰,王新福,徐培佩.若干成纤工艺条件对氧化锆纤维坯体性能的影响[J].工业炉.2016
[10].辛莹,江伟辉,冯果,刘健敏,张权.非水解溶胶凝胶法制备氧化锆纤维[J].中国陶瓷.2016
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