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交流阻抗谱法在离子导体导电性能研究中的应用开题报告

 2021-02-24 10:00:54  

1. 研究目的与意义(文献综述)

当一个电极系统的电位或流过的电流发生变化时,对应的电流或电位也相应地变化,这种情况正如一个电路受到电压或电流扰动信号作用时有相应的电流或电压响应一样。当我们用一个角频率为ω的振幅足够小(几个至几十个毫伏)的正弦波电流信号对一个稳定的电极系统进行扰动时,相应的电极电位就做出角频率为ω的正弦波响应,从被测电极与参比电极之间输出一个角频率为ω的电压信号,此时电极系统的频响函数就是电化学阻抗。在一系列不同角频率下测得的一组频响函数值就是电极系统的电化学阻抗谱。

电化学阻抗谱在电化学方面有广泛的应用,主要用来揭示电化学过程中的动力学信息及电极界面结构的信息。除了在电化学方面的应用外,在材料研究方面电化学阻抗谱也有着广泛的应用。在多晶固体研究中电化学阻抗谱主要用来了解固体的微结构,如晶粒和晶粒间界的结构、两相混合物(一相为连续相、一相为分散相)的结构等。在陶瓷材料研究中,通过电化学阻抗谱了解阻抗产生的原因,即阻抗是由晶粒还是晶粒间界引起的,可以帮助研究陶瓷生产的工艺过程。在水泥混凝土研究中,选择合适的等效电路然后结合阻抗谱并与材料的微结构相联系,可以得到材料的孔隙率、平均孔径、孔隙溶液中的离子浓度以及水泥浆体的水化度等信息。

本次主要研究电化学阻抗谱在固体电解质研究中的应用,电化学阻抗谱主要用来研究固体电解质中导电离子的导电机理、各种载流子对电导的贡献以及结构与制备工艺对性能的影响,同时还被用来研究固体电解质参与的电化学过程。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:采用edat-柠檬酸盐法的合成bi2me0.1v0.9o5.5-δ(me=co,cu)粉体,将粉料压模成型,高温下烧结得到陶瓷样品;

材料表征:通过交流阻抗谱分析,确定bimevox的基本电学特性参数,并可以获得其中电输运行为的重要信息,分析不同传导过程对bimevox导电性能的影响,探讨导电性能的影响因素,建立材料的结构与性能之间的内在联系。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:合成粉体,制备致密的陶瓷样品,并对样品结构进行表征。

第7-12周:完成相关性能测试,对所得数据进行分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]v. s. puli, d.k. pradhan, d.b. chrisey, m. tomozawa, g.l. sharma, j.f. scott, r.s. katiyar, j. mater. sci. 48(2013)2151.

[2]张莹, 史美伦. 水泥基材料水化过程的交流阻抗谱研究[j].建筑材料学报,2000,3(2): 109~112.

[3]高飞, 杨凯, 李大贺等. 储能用锰酸锂电池阻抗谱研究, 化学工业与工程, 2016, 15(5): 60~63.

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