摘要：在锂离子电池的应用中,隔膜的力学性能对电池安全性至关重要。为了系统评估隔膜在应变率和温度耦合条件下的压缩力学行为,在不同应变率和温度条件下进行了准静态和动态压缩测试,并深入分析了温度和应变率的耦合作用对隔膜力学性能的影响。结果表明:隔膜的力学行为对应变率和温度表现出显著的敏感性,在低应变率下,隔膜主要经历塑性变形,而在高应变率下则可能出现复杂的动态失效模式,温度升高导致隔膜的弹性模量和屈服应力降低;温度与应变率的耦合作用通过改变隔膜的失效模式,进一步影响其压缩强度。基于实验数据,进一步建立了考虑温度和应变率耦合效应的电池隔膜非线性黏弹性本构模型,为锂离子电池的安全设计和性能优化提供参考依据。

摘要：金属锂负极具有极高的理论比容量和极低的氧化还原电位,被认为是二次电池体系中负极材料的最终选择.但在实际应用过程中,不稳定的电极/电解液界面会造成大量的锂枝晶生长,导致容量损失乃至热失控等安全问题.调控锂离子溶剂化结构,可促进有益的固态电解质界面膜(SEI)成膜组分在电极表面优先分解,进而稳定电极界面并可诱导锂离子均匀沉积,是提升液态和准固态金属锂电池电化学性能的重要手段.本文综合评述了近年来从液态到准固态电解质中锂离子溶剂化结构调控的策略和设计原则,探讨了溶剂化结构改变对电极/电解质界面的影响,并对准固态电解质的研究前景进行了展望.

摘要：外延生长铁电薄膜中基底失配应变能够调控微观铁电畴结构和宏观铁电性能.本文选择了三种相结构(四方相、四方和菱方混合相、菱方相)PbZr(1–x)TixO3(x=0.8,0.48,0.2)铁电薄膜,利用相场模拟研究了在不同基底失配应变(esub)作用下,三种成分铁电薄膜中微观畴结构的演化以及宏观极化-电场回线.随着应变从–1.0%变化到1.0%,三种相结构铁电薄膜的矫顽场、饱和极化值以及剩余极化值全都降低,其中PbZr0.52Ti0.48O3薄膜的饱和极化值和剩余极化值比另外两种薄膜降低更快.模拟结果表明拉应变能提高铁电薄膜储能效率,其中准同型相界处应变提升储能效率最快.本工作揭示了应变对PbZr(1–x)TixO3铁电薄膜中畴结构、电滞回线以及储能等方面的影响,为铁电功能薄膜材料的实验设计提供了理论基础.

摘要：引入共格析出相是强化合金的重要方式。近年来发现在BCC结构多主元合金中引入共格B2相可有效提升其力学性能,形成了一类重要的合金体系。本文综述了含BCC/B2共格结构多主元合金的研究现状,重点讨论这一系列新型合金在成分、组织形貌、结构稳定性以及力学性能等方面的特征,并指出此类合金在宽温域下强度较高、塑性因成分差异而不同的变化特点。目前,这类合金在高于500℃时的结构稳定性较差,无法满足工程应用的需求,而成分设计是解决此问题较为简单易行的方法。本文旨在为含BCC/B2共格结构多主元合金的设计提供参考。

摘要：金属锂作为下一代高能量密度电池的负极材料,具有广阔的应用前景。然而,金属锂的沉积/剥离过程常伴随着高曲折度的枝晶的形成,导致电池寿命短,甚至会诱发安全隐患。迄今为止,研究者们已开发出多种方法来抑制枝晶生长和调节固体电解质界面膜的均匀性。炭材料因其轻质、高导电、多级多孔、化学和物理稳定特性被设计成不同种类的材料来用于稳定金属锂。按照特定的功能进行分类,本文总结了炭材料在锂金属电池中作为骨架、电解液添加剂和涂层等方面的研究进展。从结构和化学方面讨论了各种炭材料的优点和局限性。最后,就如何推动锂金属电池的应用,展望了未来炭材料的发展前景。

摘要：近年来,有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿因其出色的光电性能成为最具吸引力的半导体材料之一,通过将“手性”分子引入到金属卤化物钙钛矿晶体材料中就可以得到“手性金属卤化物钙钛矿”.手性金属卤化物钙钛矿结合了钙钛矿的优良光电性质和手性特征,故产生了圆二色性(CD)、圆偏振发光(CPL)、非线性光学(NLO)、自旋电子学、铁电性和手性诱导自旋选择性(CISS)效应等独特光电功能的可能性,在光电子学、光学材料、光伏材料和自旋电子学等领域具有广阔的应用前景.本文综述了近年来手性金属卤化物钙钛矿的研究发展情况,如制备方法、晶体结构、手性产生机理、圆偏振发光和圆偏振光检测等;此外,总结了该类材料发展过程中所面临的挑战并展望了其发展前景.这对了解手性金属卤化物钙钛矿的光电性质和构建策略具有重要的理论意义,并为开发设计新型的手性金属卤化物钙钛矿提供了思路.

摘要：参比电极对于解析高安全、高性能锂电池内部物理化学过程具有重要意义。然而在科学研究及产品开发中,可靠参比电极的实际构建和集成仍具有挑战性。本文首先阐明锂电池用参比电极的原理和特性,进而梳理基本设计参数,包括活性材料选择、几何尺寸、制备工艺和检测设置。然后介绍了引入参比电极的三电极体系在锂电池工作/失效机制分析方面的应用实例。最后展望了开发和部署锂电池用参比电极的挑战和发展方向。

摘要：拓扑现象对于病毒颗粒的空间分布、高分子聚合物纳米囊泡的成型以及玻色-爱因斯坦凝聚物等方面都发挥着重要作用.本文利用Landau-de Gennes理论,构建模型来模拟液晶中拓扑荷分布及其他现象.通过对数值模型序参量场的演化,以及模拟液晶薄膜中所生成的拓扑荷之间的相互作用来分析液晶(Lqc)薄膜的尺寸对拓扑荷的影响.研究结果表明,随着液晶盘半径增大,拓扑荷间最优距离与半径之比渐增并趋于稳定.此研究结论对利用拓扑荷凝聚颗粒物效应设计分离容器有指导意义,有助于进一步理解拓扑胶体和液晶以及液晶共聚物等软物质中的拓扑现象.

摘要：针对理想长杆侵彻,通过对长杆侵彻Alekseevskii-Tate模型近似解进行分析,指出单一的无量纲速度衰减系数α(deceleration index)不足以完全表征长杆高速侵彻的准定常阶段。在此基础上,重新定义了2个无量纲特征参量:Johnson破坏数ΦJp和特征时间系数β,2个参量之间的关系为α=β/ΦJp。分析表明,ΦJp和β(或α和β)可实现对长杆高速侵彻准定常阶段的弹尾速度的完全表征;若再引入长杆弹相对临界速度vc*,则可完全表征长杆侵彻的准定常阶段。此外,还证明了α能够判定侵彻过程偏离定常状态的程度,并指出通过确定ΦJp和β(或α和β),可针对攻防需求对长杆弹侵彻设计进行指导。

摘要：二级轻气炮是一种常见的超高速发射装置,多年来其数值研究大多采用简化一维模型,鲜有三维有限元模型。以14 mm口径高压气体驱动二级轻气炮为研究对象,采用耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)算法,根据膜片破裂与否,将二级轻气炮模型解耦为2个分级三维数值模型。为确定实验难以测得的参数(材料摩擦因数和膜片破膜压力),设计正交试验,拟合确定活塞与泵管间摩擦因数为0.82,弹丸与发射管摩擦因数为0.30和膜片破膜压力为11.73 MPa。正交结果表明,摩擦因数对计算结果影响较大,在高压气体驱动二级轻气炮的计算中不应忽略。通过上述方法建立数字化高压气体驱动二级轻气炮,完整复现气炮发射过程,计算的弹丸终速与实验结果吻合度高。选取验证工况详细分析了气炮发射过程内流场变化,并呈现关键时刻的压力云图。该气炮简化方法、分级思想和关键参数确认方法可推广应用于固体发射药驱动、爆轰驱动等其他驱动形式的二级/多级轻气炮。