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大角度晶界前沿信息_天显(2024年12月实时热点)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：教程更新日期：2024-11-30

大角度晶界

森一量子科技申请一种消除二氧化碲单晶生长中小角度晶界缺陷产生的方法专利，进一步提升TeO2单晶成品率

DD5单晶高温合金试板DD5试棒

材料专业考研每日一问：晶界与孪晶界区别考研倒计时 238天𐟔† 每日3⃣️问➡️NO.14 𐟔† 请总结小角度晶界的位错组态 ❓ 小角度晶界：相邻两个晶粒间的位相差小于10Ⱟ𜌧”𑤽错构成，位错密度越高，位相差越大，晶格畸变越大，晶界能越高。小角度晶界可分为对称倾侧晶界、不对称倾侧晶界和扭转晶界。对称倾侧晶界：对应刃位错模型，由一组垂直排列的同号刃型位错组成。不对称倾侧晶界：由两组相互垂直的同号刃型位错排列组成。扭转晶界：由两组相互垂直的螺型位错交叉成网络状组成。㊙️答题思路：定义➕分点回答 𐟔† 孪晶界与相界有哪些异同 ❓ 孪晶界：两个相邻晶粒或一个晶粒内两个相邻部分的原子关于公共晶面形成对称排列的晶界。分为共格孪晶界和非共格孪晶界。共格孪晶界的界面能很低，而非共格孪晶界的界面较高，约为大角晶界能的。相界是相邻两个相之间的界面，相界可以是共格、半共格、非共格界面。㊙️答题思路：定义➕分类➕异同点 𐟔† 晶界有什么特点 ❓ 根据相邻晶粒位相差的大小，可把晶界分为小角度晶界和大角度晶界两种类型。其中小角度晶界又可分为对称侧倾晶界、不对称侧倾晶界和扭转晶界。晶界的特点：（六个）细晶强化：晶界处原子排列不规则，因此，常温下晶界的存在会对位错运动起阻碍作用，致使晶体的强度提高。扩散速度快：晶界处原子偏离平衡位置，具有较高的动能，并且晶界处存在较多缺陷，与晶内相比，晶界处原子扩散速度较快。易相变：在相变过程中，由于晶界处能量较高且原子活动能力较大，所以新相易于在晶界处优先形核。耐腐蚀性差：由于晶界处的原子能量较高即活性大，原子处于不稳定状态，与晶内相比，晶界的腐蚀速度更快。晶界的内吸附：由于晶界结构复杂，缺陷较多，因此，较容易容纳异类原子和杂质原子。这些原子的应力场会与晶界的应力场发生复合，从而降低体系的能量。富集微量元素和杂质元素：由于界面上的缺陷多，杂质等易于集中在晶界上，进而会发生应力场复合，使体系能量下降。㊙️答题思路：分类（依据）➕特点

多晶与单晶NCM811电池性能对比锂离子电池正极材料的多晶NCM811因其高能量密度和高比容量，在电动汽车和便携式电子设备中显示出巨大的应用潜力。NCM811代表的是镍、钴、锰三种元素的摩尔比为8:1:1的层状氧化物，其中高比例的镍含量提供了高能量密度，而钴和锰的添加则增强了结构的稳定性和导电性。多晶NCM811与单晶NCM811在电化学性能上有显著差异。研究表明，多晶NCM811具有较高的放电容量和优良的倍率性能，这得益于多晶材料中存在较多的晶界，有助于锂离子的传输。然而，多晶材料在反复充放电循环过程中容易产生微裂纹，导致其循环稳定性相对较差。相比之下，单晶NCM811表现出更好的容量保持率和循环稳定性，这得益于其几乎完美的晶体层结构和较低的微裂纹生成率。从材料合成的角度来看，单晶NCM811通常通过熔盐法等方法制备，以控制晶体生长过程中的无序度和晶格应变。例如，采用0.38LiOH-0.62LiNO3作为熔盐和锂源，通过精确控制升温速率和保温时间，可以得到晶格结构更为完善的单晶NCM811。这种方法有助于减少晶体缺陷，从而提升材料的电化学性能。在高镍NCM811的全固态电池应用中，虽然硫化物基全固态电池提供了更高的安全性和电解质稳定性，但正极材料的结构完整性对电池的循环稳定性和倍率性能影响显著。研究发现，多晶NCM811在全固态电池中的衰退主要源于二次颗粒的结构不稳定性，特别是在高压下更容易发生破裂。相比之下，单晶NCM811由于其良好的结构完整性，即使在未进行表面改性的情况下，也能在全固态电池中表现出更高的起始容量和稳定的循环性能。为了进一步提升多晶NCM811的性能，研究人员尝试了多种改性方法。例如，通过掺杂钛(Ti)元素，可以显著提高单晶NCM811的结构稳定性，抑制界面与电解液的副反应，从而提高材料的循环性能和耐高压热稳定性。这种掺杂策略不仅扩大了锂离子在材料中的传输通道，还减少了高温下氧的释放和与电解液的反应性，有效提升了材料的综合性能。

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