Целлюлозные электроды: Электроды с целлюлозным покрытием — плюсы, минусы и марки

Содержание

Электроды с целлюлозным покрытием — плюсы, минусы и марки

Применение электродов с целлюлозным органическим покрытием сокращает выброс вредных веществ и значительно повышает производительность сварки. Подробности далее.

Применение электродов с целлюлозным покрытием значительно уменьшает вредные испарения по сравнению со стандартными. Обмазка состоит наполовину из целлюлозы с добавлением травяной муки, крахмала и других органических веществ. В качестве присадок добавляют тальк, силикаты, рутил. Ферромарганец используется в качестве раскислителя.

Рисунок 1 — Целлюлозные электроды

Целлюлозные электроды предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей средней и высокой легированности. Применяют их для трубопроводов, работающих в условиях высоких температур. Сварочно-технологические свойства позволяют варить швы в любом пространственном положении, в том числе и по вертикали сверху вниз. Образование корневого валика исключает необходимость обработки с обратной стороны.

Для целлюлозных покрытий важна температура прокалки. Она не должна превышать 120 ⁰C, в противном случае органические вещества обмазки начнут разлагаться. Находясь длительное время на влажном воздухе, целлюлоза впитывает воду, что ухудшает качество сварки.

Преимущества и недостатки покрытия


При горении целлюлозные электроды выделяют большой объем газов, включая оксид углерода. Сварочная ванна надежно защищена от контакта с воздухом. Электрическая дуга имеет слабоокисленную атмосферу, в которой восстанавливается кремний. Чтобы он не попал в шов и не образовал раковины, кремний раскисляют марганцевой рудой, вводят ее в качестве добавок в обмазку.

Положительные свойства и характеристики целлюлозных покрытий:

  • сварка током переменным и постоянным;
  • дуга легко загорается;
  • высокая производительность, до 50 мм/мин;
  • отсутствие вредных испарений;
  • любое положение шва;
  • шлак легко отделяется;
  • не образуются непровары;
  • корневой шов чистый;
  • глубоко проплавляет свариваемый материал.

При сварке трубопроводов многослойным швом целлюлозные электроды применяются для наложения нижнего слоя для формирования корневого валика с обратной стороны.

Высоколегированные стали, особенно хромоникелевые с низким содержанием углерода, варят после прогрева места стыка до 200 ⁰C, чтобы избежать холодных трещин.


К недостаткам относятся:
  • сильное разбрызгивание, теряется до 15 % металла;
  • повышенное количество кислорода в металле шва;
  • образование подрезов;
  • шов образуется крупночешуйчатый;
  • при малой скорости сварки образуются прожоги и перегрев.

Сварка целлюлозными электродами отличается сильным треском, характеризующим разбрызгивание.

Рисунок 2 — Разбрызгивание при сварке с целлюлозным покрытием


Концентрация целлюлозы в обмазке высокая. Температура прокаливания не должна превышать 120 ⁰C, лучше использовать более низкую – 110 ⁰C. Влага плохо испаряется. Не допустить намокания обмазки можно только при правильном хранении электродов. Их складируют в сухом помещении с относительной влажностью воздуха менее 50 % и температурой выше +15 ⁰C. Не допускается резкий перепад температуры. После прокаливания электроды, имеющие целлюлозное покрытие, хранят в сушильных шкафах при 80 ⁰C. Для транспортировки используют термопеналы.

Марки электродов с целлюлозным покрытием

Электроды с целлюлозным покрытием, изготавливаемые по ГОСТ 9466-75, в маркировке имеют букву Ц (целлюлоза).

Широко применяются марки ЦЦ-1, ВСЦ-2, ВСЦ-60, ВСЦ-4А.

Для сварки трубопроводов из низкоуглеродистых среднелегированных сталей используют ЦЛ-17, ЦЛ-26М, ЦЛ-27А, ЦЛ-36.

Для сварки труб паронагревателей и котлов подходят ЦЛ-32, ЦЛ-41.

Просьба к сварщикам, работающим с электродами, имеющими целлюлозное покрытие, поделиться своим опытом в комментариях.

Рутилово-целлюлозные электроды Oerlikon OVERCORD 350мм

Этот товар доступен в наших магазинах

Вы можете купить этот продукт без оформления заказа онлайн в одном из наших магазинов в Вашем районе. Проверьте, в каких точках продукт доступен немедленно.

Проверьте доступность

Укажите свои контактные данные, а мы сообщим Вам, когда товар будет доступен

  • Рутилово-целлюлозные электроды Oerlikon OVERCORD 350мм
  • Код продукта: W000287110
  • Диаметр проволоки: Ø 2.5
  • Выберите размер, о которым мы должны Вас уведомить:

Рутилово-целлюлозный электрод Oerlikon OVERCORD со средним покрытием имеет универсальное применение, благодаря чему он отлично подходит для сварки стальных конструкций, как при работе в мастерской, так и в тяжелой промышленности. Продукт идеально подходит для сварки во всех положениях, особенно в положении сверху вниз. Это также позволяет использовать одинаковые сварочные токи для всех положений. Электрод также является отличным решением при работе с небольшими трансформаторными устройствами.

Благодаря сильной и концентрированной электрической дуге электрод дает возможность сваривать элементы, которые защищены защитным грунтом, оцинкованными или слегка корродированными материалами. Продукт также облегчает 

легкое зажигание дуги на начальной стадии сварки, а также при повторном зажигании и гарантирует отсутствие подрезов, гладкую и слегка вогнутую поверхность сварного шва и легко удаляемый шлак.

 

EN ISO 2560-A: E 38 0 RC 11
EN 499: E 38 0 RC 11
AWS A5.1: E 6013

S(P)235 - S(P)355; GP240; GP280

Технические параметры:

Диаметр проволоки:

Ø 2.5

Предназначение:

Нелегированные и низколегированные стали

Отзывы пользователей

Чтобы оценить продукт или оставить отзыв, Вам необходимо войти в систему.

Сварочные электроды АНО - 36 ф5 - 5 кг

Сварочные электроды АНО - 36 ф5 - 5 кг - Описание товара

Сварочные электроды АНО - 36 ф5 5 кг

АНО-36 - электроды с рутил-целлюлозным покрытием.

Электроды предназначены для сварки во всех пространственных положениях шва переменным током и постоянным током обратной полярности рядовых и ответственных конструкций из углеродистых сталей по ГОСТ380 (ст0, ст1, ст2 всех степеней раскисления – «кп», «пс», «сп») и ГОСТ 1050 (ст05, ст08, ст10, ст15, ст20 всех степеней раскисления – «кп», «пс», «сп»). Сварка вертикальных швов способом «сверху-вниз» производиться короткой дугой или опиранием.

СОСТАВ ПОКРЫТИЯ -  основу покрытия составляет рутилосодержащий компонент (природный диоксид титана), целлюлоза, ферросплавы, минимум  карбонатов.

Предназначены для сварки  ответственных конструкций.

КЛАССИФИКАЦИЯ: Э46 по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и ТУ РБ 100034500.017-2006;

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: Э46 - АНО-36 - Ø - УД 
                                                        Е 43 2(3) – РЦ13

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ: ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и ТУ РБ 100034500.

017-2006;

ПОКРЫТИЕ: рутил – целлюлозное;

НАЗНАЧЕНИЕ:

Предназначены для сварки рядовых и ответственных конструкций из углеродистых сталей по ГОСТ 380-94 и ГОСТ 1050-88 всех степеней раскисления, во всех пространственных положениях шва переменным током и постоянным током обратной полярности.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОДОВ:
горение дугиустойчивое;
степень разбрызгивания, %малая;
формирование швахорошее;
отделимость шлаковой коркихорошее;
склонность металла шва к образованию порнизкая;
коэффициент наплавки (в нижнем положении шва)8,0-9,0 г/А-ч;
производительность наплавки (для электрода диаметром 4,0 мм)1,2-1,6 кг/ч;
расход электродов на 1 кг наплавляемого металла1,7 кг;

 

Типичные механические свойства металла шва (при нормальной температуре):

Временное сопротивление, МПа

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость Дж/см2

460

22

80

 

Химический состав наплавленного металла:

Содержание элементов, вес %

углерод

Кремний

марганец

сера

фосфор

 
не более 0,12

 
0,10-0,50

 
0,4-0,85

Не более

0,040

0,045

 

УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ:

В случае превышения допустимого содержания влаги в покрытии (2,5 %) электроды перед использованием дополнительно прокаливаются при температуре 110-130 оС. в течении 30 минут.

 

РЕЖИМЫ СВАРКИ:

Диаметр электрода, мм

Сила сварочного тока, А

Положение шва

нижнее

вертикальное

потолочное

3

70-110

60-90

60-90

4

120-150

100-140

100-140

5

130-180

120-170

140-190

Сварка вертикальных швов способом «сверху вниз» производится короткой дугой или опиранием. Не следует допускать затекания шлака вперёд дуги. Для этого угол к вертикали 40-70 оС. Сварку в нижнем положение рекомендуется наклонять в направление сварки на 20-40 оС от вертикали.  

Электроды с целлюлозным покрытием | Слава созидателям

Электроды с целлюлозным покрытием

Характеристики

  • Наплавленный метал соответствует спокойной или полуспокойной стали.
  • По механическим свойствам сварных соединений целлюлозное покрытие соответствует электродам марки Э42-50 (по ГОСТу).
  • Слабоокислительная атмосфера сварочной дуги.

Преимущества покрытия

  • Широкие возможности использования. Сварка может проводиться в любом пространственном положении. Удобно сваривать конструкции в труднодоступных местах, так как электроды очень тонкие.
  • Обеспечивает высокую скорость работы. Сварщик может работать со скоростью до 25 м/час за счёт лёгкости ведения шва.
  • Качественная проварка шва до самого корня.
  • Газовая защита сохраняет наплавляемый металл от поступления водорода или кислорода.
  • При варке выделяется немного шлака. Благодаря этому удобно выполнять сварку вертикальных швов, так как шлак не стекает вниз и не мешает работе. Шлак легко удаляется с поверхности остывшего шва.

Недостатки

  • Швы получаются с грубочешуйчатой поверхностью. Поэтому может понадобиться дополнительная шлифовка металла сваренной конструкции.
  • Понижается пластичность металла шва, так как при сгорании органических соединений выделяется большое количество водорода, которое также будет и в наплавленном металле. Может привести к образованию трещин.
  • При сварке наблюдается сильное разбрызгивание металла (до 15%).
  • Чувствительны к перегреву в процессе прокалки.

Применение

Электроды с целлюлозным покрытием применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Небольшая толщина позволяет использовать их при работе с труднодоступными конструкциями. Часто используются для сварки магистральных трубопроводов.

Целлюлозное покрытие обеспечивает стабильное горение сварочной дуги как при переменном, так и постоянном токе. Но для более качественной проварки рекомендуется использовать ток прямой полярности. Так дуга будет проплавлять металл мощнее, исключится возможность образования подрезов и пор.

При использовании целлюлозных электродов следует учитывать также несколько нюансов:

  • нельзя сваривать конструкции из закаливающихся сталей, которые содержат много углерода и легирующих элементов;
  • подготавливая электроды к работе нужно прокаливать их строго при температуре, указанной производителем.

ВАЖНО! Нельзя перегревать электроды при прокалке, так как в них должен сохраняться уровень влажности от 1,5 до 5,0%.

Если электроды прокаливаются при температуре выше 170 °C, то они значительно пересушиваются. Вследствие этого наплавляемый металл будет больше насыщаться углеродом.

Оптимальная температура прокалки — 120-130 °C.

Плюсы и минусы электродов с целлюлозным покрытием

Применение электродов с целлюлозным покрытием значительно уменьшает вредные испарения по сравнению со стандартными. Обмазка состоит наполовину из целлюлозы с добавлением травяной муки, крахмала и других органических веществ. В качестве присадок добавляют тальк, силикаты, рутил. Ферромарганец используется в качестве раскислителя.

Рисунок 1 — Целлюлозные электроды

Целлюлозные электроды предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей средней и высокой легированности. Применяют их для трубопроводов, работающих в условиях высоких температур. Сварочно-технологические свойства позволяют варить швы в любом пространственном положении, в том числе и по вертикали сверху вниз. Образование корневого валика исключает необходимость обработки с обратной стороны.

Для целлюлозных покрытий важна температура прокалки. Она не должна превышать 120 ⁰C, в противном случае органические вещества обмазки начнут разлагаться. Находясь длительное время на влажном воздухе, целлюлоза впитывает воду, что ухудшает качество сварки.

Преимущества и недостатки покрытия

При горении целлюлозные электроды выделяют большой объем газов, включая оксид углерода. Сварочная ванна надежно защищена от контакта с воздухом. Электрическая дуга имеет слабоокисленную атмосферу, в которой восстанавливается кремний. Чтобы он не попал в шов и не образовал раковины, кремний раскисляют марганцевой рудой, вводят ее в качестве добавок в обмазку.

Положительные свойства и характеристики целлюлозных покрытий:

  • сварка током переменным и постоянным;
  • дуга легко загорается;
  • высокая производительность, до 50 мм/мин;
  • отсутствие вредных испарений;
  • любое положение шва;
  • шлак легко отделяется;
  • не образуются непровары;
  • корневой шов чистый;
  • глубоко проплавляет свариваемый материал.

При сварке трубопроводов многослойным швом целлюлозные электроды применяются для наложения нижнего слоя для формирования корневого валика с обратной стороны.

Высоколегированные стали, особенно хромоникелевые с низким содержанием углерода, варят после прогрева места стыка до 200 ⁰C, чтобы избежать холодных трещин.

К недостаткам относятся:

  • сильное разбрызгивание, теряется до 15 % металла;
  • повышенное количество кислорода в металле шва;
  • образование подрезов;
  • шов образуется крупночешуйчатый;
  • при малой скорости сварки образуются прожоги и перегрев.

Сварка целлюлозными электродами отличается сильным треском, характеризующим разбрызгивание.

Рисунок 2 — Разбрызгивание при сварке с целлюлозным покрытием

Концентрация целлюлозы в обмазке высокая. Температура прокаливания не должна превышать 120 ⁰C, лучше использовать более низкую – 110 ⁰C. Влага плохо испаряется. Не допустить намокания обмазки можно только при правильном хранении электродов. Их складируют в сухом помещении с относительной влажностью воздуха менее 50 % и температурой выше +15 ⁰C. Не допускается резкий перепад температуры. После прокаливания электроды, имеющие целлюлозное покрытие, хранят в сушильных шкафах при 80 ⁰C. Для транспортировки используют термопеналы.

Электроды МР-3С | Сварочное оборудование

Сварочные электроды МР-3С разработаны специалистами СпецЭлектрод. Это рутил-целлюлозные электроды для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением до 450 МПа. Электроды обеспечивают сварку во всех пространственных положениях переменным током и постоянным током любой полярности.

Характеристика сварочных электродов МР-3С

Покрытие электродов – Рутил-целлюлозное.

Коэффициент наплавки – 8,5 г/А·ч.

Производительность наплавки (для диаметра 4,0 мм) – 1,4 кг/ч.

Расход электродов МР-3С на 1 кг наплавленного металла – 1,7 кг.

Типичные механические свойства металла шва сварочных электродов марки МР-3С.

Временное

сопротивление sв, МПа

Предел текучести sт, МПа

Относительное

удлинение d5, %

Ударная вязкость aн, Дж/см2

480

390

25

130

Типичный химический состав наплавленного сварочными электродами МР-3С металла шва, %.

C

Mn

Si

S

P

0,10

0,58

0,17

0,025

0,035

Геометрические размеры и сила тока при сварке сварочных электродов
электродами МР-3С.

Диаметр марки МР-3С, мм

Длина, мм

электродов

Ток, А

МР-3С

Среднее количество

электродов в 1 кг, шт.

2,0

300

30 – 80

94

2,5

350

50 – 90

53

3,0

350

70 – 120

38

4,0

450

110-160

19

5,0

450

150-200

12

Особые свойства электродов сварочных МР-3С

Обеспечивают отличное качество сварных соединений в монтажных условиях , при сварке неповоротных стыков трубопроводова , а так же при постановке прихваток. Сварочные электроды МР-3С допускают сварку влажного , ржавого и плохо очищенного от окислов и других загрязнений металла.

Технологические особенности сварки электродами МР-3С

Допускается сварка удлиненной дугой

Отличное повторное зажигание электродов сварочных МР-3С

Прокалка электродов марки МР-3С перед сваркой 120 – 160°С, 1 час обязательна!

Типы покрытий электродов - Статьи общие

Удобство и скорость выполнения сварочного процесса, а также качество соединения во многом зависит от электродов, которые вы использовали в ходе выполнения сварочных работ. Невысокое качество электродов, хранение в неподготовленных местах, а также просроченный срок их годности может привести к потере электродами своих эксплуатационных свойств. Свойства электрода зависят от химического состава проволоки. Существует более пятисот марок покрытых и непокрытых электродов, металлических и не плавящихся (графитовых электродов).

Покрытые электроды – на стальной сердечник наносится специальная обмазка из разных порошковых веществ, связанных клейкой массой, часто жидким стеклом.

Кислое покрытие строится на основе материалов рудного происхождения. Шлакообразующие компоненты - оксиды, газообразующие - органические. Основная особенность покрытия - большое количество кислорода в зоне горения дуги и в расплавленном металле. В связи с этим необходимо вводить большое количество «раскислителей» - кремния и марганца. Отсутствие кальция не позволяет хорошо очистить металл от серы и фосфора.

Преимущества:

1) высокая производительность сварки (αн = 12 г / А·ч) за счет выделения тепла при окислительных реакциях;

2) низкая чувствительность к порообразованию даже при сварке металла с ржавыми кромками и окалиной. Это связано с интенсивным кипением сварочной ванны, что способствует всплытию пузырьков газа, а также с надежным связыванием водорода кислородом. Дуга горит устойчиво на постоянном и переменном токе.

Недостатки: 

1) пониженная ударная вязкость металла шва, которая соответствует кипящей стали, из-за повышенного содержания кислорода; 

2) наличие в шве серы и фосфора снижает стойкость против образования кристаллизационных трещин. Для этих покрытий невозможно легирование шва из-за окисления легирующих элементов; 

3) повышенная токсичность вследствие большого содержания в аэрозолях соединений кремния и марганца, что связано с большим количеством «раскислителей» в составе покрытия. По этой причине электроды с кислым покрытием применяются в последнее время редко.

Основное покрытие. Строится на базе фтористо-кальциевых соединений - СаСОз; CaF2. Газовая защита обеспечивается за счет углекислого газа, образующегося при разложении СаСОз:

СаС03 -> СаО + С02

Образующийся оксид СаО очень стойкий, поэтому в свободном виде кислорода в зоне дуги мало. Кальций хорошо рафинирует металл шва, извлекая из него серу и фосфор. Фтор вводится для связывания водорода. Однако его количество ограничено, поскольку он снижает устойчивость горения дуги.

Преимущества: 

1) высокая пластичность металла шва и повышенная стойкость против образования кристаллизационных трещин. Это объясняется хорошим рафинированием металла шва и пониженным содержанием в нем кислорода и водорода; 

2) обладают широкими возможностями легирования, так как легирующие элементы не окисляются, что позволяет использовать их для сварки легированных сталей; 

3) меньшее, чем у кислых покрытий, содержание соединений марганца и кремния делает их менее токсичными.

Недостатки: 

1) повышенная чувствительность к порам при росте длины дуги, увеличении влажности покрытия, наличии ржавчины на свариваемых кромках. В связи с этим квалификация сварщика должна быть более высокая, электроды перед сваркой целесообразно прокаливать, кромки подвергать очистке; 

2) пониженная устойчивость горения дуги, связанная с наличием фтора, имеющего высокий потенциал ионизации. Поэтому электроды с основным покрытием обычно требуют применения источников питания постоянного тока.

Основная область их применения — сварка ответственных конструкций из углеродистых сталей, работающих при отрицательных температурах или переменных нагрузках, а также сварка легированных сталей.

Известными марками сварочных электродов с основным покрытием являются:

УОНИ 13/45

УОНИ 13/55

Рутиловое покрытие. Его основу составляет рутиловый концентрат ТiO2 (до 45 %), а также алюмосиликаты (слюда, полевой шпат, каолин) и карбонаты (мрамор, магнезит). Рутиловый концентрат обеспечивает шлаковую защиту. Газовая защита обеспечивается введением органических соединений (до 5 %).

По механическим характеристикам сварных швов электроды с рутиловым покрытием занимают промежуточное положение между кислыми и основными покрытиями. Их сварочно-технологические свойства достаточно высокие.

Наличие кальция в виде карбоната СаСОз способствует удалению серы и фосфора. Кислорода в свободном виде меньше, чем у кислых, так как ТiO2 достаточно стойкий оксид. Это требует меньшего количества «раскислителей» Mn и Si, что снижает токсичность сварочных аэрозолей. Отсутствие фтора позволяет осуществлять сварку на постоянном и переменном токе. Стойкость к образованию пор у них выше, чем у основных. Они не так чувствительны к уве¬личению длины дуги. За счет рутила обладают короткими шлаками (вязкость резко увеличивается с уменьшением температуры), поэтому используются для сварки во всех пространственных положениях (если в покрытии отсутствует железный порошок).  

Для сварки легированных сталей не используются, поскольку происходит окисление легирующих элементов. Рутиловое покрытие является самым распространенным в электродах, предназначенных для сварки низкоуглеродистых сталей. Известные марки электродов с рутиловым покрытием:

АНО-4

АНО-21

АНО-24

ОЗС-4

Целлюлозное покрытие строится на основе органических соединений. В своем составе содержит до 50 % газообразующих компонентов (целлюлоза, мука, крахмал). Шлакообразующими добавками являются рутиловый концентрат, мрамор и др., однако их количество невелико, поэтому сварочная ванна достаточно вязкая, что позволяет хорошо выполнять швы, во всех пространственных положениях. Поскольку основу составляют органические соединения, толщина покрытия электрода малая, что дает возможность осуществлять сварку в труднодоступных местах. Механические свойства шва соответствуют полуспокойной стали.

Основной недостаток электродов с целлюлозным покрытием - повышенное разбрызгивание (до 15 %), связанное с малым количеством шлакообразующих компонентов и большим поверхностным натяжением расплавленного металла.

Основная область их применения - сварка первого слоя (труднодоступного) неповоротных стыков трубопроводов. Известные марки сварочных электродов с целлюлозным покрытием:

ВСЦ-4

ВСЦ-4А

Некоторые электроды имеют смешанные покрытия: рутилово-основное, рутилово-кислое, рутилово-целлюлозное.

Целлюлозный электрод - обзор

ОБСУЖДЕНИЕ

Эта работа показала, что материалы имеют поперечные и продольные трещины в ЗТВ при сварке целлюлозными электродами при низких уровнях предварительного нагрева с использованием небольших испытаний. Металлографическое исследование испытаний валика на пластину показало, что трещины могут быть поперечными, продольными или смешанными, а микроструктурные они могут быть либо трансгранулярными, либо межкристаллитными, либо и тем, и другим. Все трещины водородного типа и имеют характерный характер коротких прямых сегментов и очень острых концевых профилей.

Растрескивание, вызванное водородом, возникает при соблюдении следующих условий - присутствие водорода, растягивающие напряжения, действующие на сварную деталь, наличие чувствительной микроструктуры и достижение низкой температуры. Использование целлюлозных электродов приводит к высокому уровню водорода (<30 мл H 2 /100 г расплавленного металла шва), который может диффундировать из металла сварного шва в ЗТВ. При испытаниях с использованием процессов с низким содержанием водорода (4-6 мл H 2 /100 г плавленого металла шва) трещин обнаружено не было.Низкие уровни предварительного нагрева и низкие тепловложения (стандарт для корневого прохода кольцевого сварного шва) означают, что в ЗТВ был получен твердый продукт трансформации (мартенсит с твердостью в диапазоне 320–400 VH 200 г). Низкие уровни предварительного нагрева также означают быстрое достижение низкой температуры после сварки. Наконец, в результате термического сжатия остывающего сварного шва возникают напряжения, которые должны компенсироваться деформациями в металле шва и в зоне термического влияния. Эти прямые напряжения появляются локально и в первую очередь из-за неравномерного распределения температур, к которому добавляются эффекты превращений. Когда содержание водорода велико и твердение достаточно сильно, растрескивание происходит быстро и самопроизвольно под действием только прямых напряжений без надреза. В этом случае путь трещины не зависит от микроструктуры в микроскопическом масштабе и, следовательно, сильно зависит от напряжения. Величина напряжения является функцией уровня предварительного нагрева, температуры превращения и продукта, а также предела текучести. Уровни водорода и напряжения будут переменными процесса. Однако все образующиеся трещины относятся к водородному типу, и, независимо от их ориентации, испытание «валик на пластине» по-прежнему показывает устойчивость материала к растрескиванию.

Несмотря на то, что было проведено множество экспериментальных и аналитических исследований остаточных напряжений в сварных соединениях ( 2 , 3 ), имеется мало информации о роли фазовых превращений в развитии остаточных сварочных напряжений. В недавнем исследовании Джонса и Алберри (4) была сделана попытка экспериментально определить остаточные напряжения, связанные с фазовыми превращениями. Изучая поведение ряда сталей, авторы смогли установить общие тенденции, связанные с характеристиками трансформации.Их результаты показывают, что величина конечного остаточного напряжения при растяжении зависит от температуры превращения. Как правило, чем ниже температура превращения, тем ниже остаточное напряжение растяжения по завершении цикла охлаждения. Это следует квалифицировать, указав, что продукт превращения должен обладать разумной способностью к пластической деформации в сочетании с низкой температурой превращения.

Приведенные выше наблюдения о влиянии фазового превращения на остаточное напряжение могут быть применены при учете результатов настоящей программы.Для образцов «борт-пластина» последовательность событий при охлаждении после сварки может быть следующей. Первоначальное сжатие сварного шва при охлаждении от максимальной температуры приведет к возникновению растягивающих напряжений в ЗТВ. Объемное расширение в результате мартенситного превращения в ЗТВ приведет к возникновению сжимающих напряжений, которые соответственно уменьшат остаточное напряжение. По завершении превращения в мартенсит возобновится нормальное сжатие из-за охлаждения. Во время окончательного сжатия растягивающие напряжения в ЗТВ должны быть довольно большими из-за наличия твердой мартенситной структуры.Если эти растягивающие напряжения достигают достаточно высокого уровня, может возникнуть локальное растрескивание.

Причины особой картины или ориентации растрескивания ЗТВ можно постулировать следующим образом. Предполагается, что растягивающие напряжения, возникающие в ЗТВ во время заключительной части цикла охлаждения, имеют преимущественно двухосный, а не трехосный характер. Двухосные растягивающие напряжения будут действовать в ЗТВ параллельно границе плавления. Когда эти напряжения достигают определенной величины, могут образовываться наблюдаемые поперечные трещины (при высоких уровнях водорода).Причина возникновения двухосных растягивающих напряжений в зоне HAZ аналогична картине напряжений, присутствующей в поверхностных областях стали, проявляющей линейно-упругое поведение. Из-за того, что компонента растягивающего напряжения, нормальная к поверхности, очень мала в приповерхностных областях, возникнет состояние плоского напряжения, которое приведет к узкой области выступа сдвига на поверхности разрушения. Внутри образца образуются трехосные растягивающие напряжения, которые приводят к хрупкому разрушению.В настоящей программе узкая зона HAZ расположена близко к поверхности, и, по-видимому, растягивающие напряжения, нормальные к поверхности, снижаются, при этом двухосные растягивающие напряжения имеют большую величину и, следовательно, вызывают поперечные трещины.

По мере того, как уровень предварительного нагрева увеличивается, поэтому температурный интервал между преобразованием и условием предварительного нагрева уменьшается, образуется более мягкий продукт преобразования и уровень водорода уменьшается. Постулируется, что эффекты трансформации уменьшают растягивающее напряжение, действующее вдоль ЗТВ, и сквозное напряжение становится доминирующим.При более низких уровнях водорода (более высокий предварительный нагрев) напряжение, необходимое для образования трещин, увеличивается, и, как указывалось выше, напряжения сквозной толщины больше, чем продольные напряжения, следовательно, происходит переход от поперечного к продольному типу трещин.

Наконец, комментарий к предсказанию тенденции к растрескиванию материала трубопроводной трубы на основе традиционных формул углеродного эквивалента. Эти формулы дают показатель прокаливаемости и могут быть связаны с некоторыми критериями растрескивания. Однако недавние составы линейных труб, т.е.е., низкоуглеродистый, средний или высокий марганец с различными добавками микролегатов не дает хороших корреляций с формулами CE (5). Все формулы, начинающиеся с C + Mn / 6, указывают на относительную чувствительность к растрескиванию, которая почти противоположна той, которая была обнаружена в данном исследовании. Единственная формула (5) , которая давала разумную корреляцию между растрескиванием сварного шва, твердостью и химическим составом низкоуглеродистой HSLA-стали, была:

CE = C + Mn + Cu + Cr20 + Si30 + V10 + Mo15 + Ni60 + 5B.

, что дает 0.215 для A и 0,25 для B.

Однако было обнаружено ( 6 , 7 ), что сварочная трещина недостаточно оценивается этими формулами. Было определено несколько новых параметров ( 6 , 7 ), которые включают химический состав, диффундирующий водород, время охлаждения и т. Д. Кроме того, для количественного понимания растрескивания сварного шва необходимо установить критерии, касающиеся напряжения инициирования трещины, водорода. содержание, скорость охлаждения и т. д.Получена хорошая корреляция между критическим напряжением и логарифмическим содержанием диффундирующего водорода, ранее обсуждавшимся МакПарланом и Гравиллом (7) .

Гибкие электроды суперконденсатора на основе настоящей металлоподобной целлюлозной бумаги

Приготовление и физическая характеристика (TREN / TOABr-Au NP)

n многослойных

Для изготовления МП-электродов, содержащих большое количество металлов и ПК-НЧ, сохраняющих высокопористую структуру целлюлозной бумаги (корейская традиционная бумага «Hanji») (рис.1а) мы впервые исследовали адсорбционное поведение и электрические свойства многослойных пленок TREN / TOABr-Au NP. Для этого исследования, TOABr-Au NPs, диспергированные в толуоле, были последовательно LbL-собраны с TREN в этаноле посредством реакции замены лиганда между объемным TOABr и TREN (дополнительный рис. 1). В этом случае массивы Au NP захоронены в (TREN / TOABr-Au NP) n мультислоев практически не содержали объемных лигандов TOABr и, кроме того, только один молекулярный слой (т.е.е., TREN, с M w ~ 146) существовал между смежными по вертикали слоями Au NP. Этот подход отличается от традиционных методов пленки NP, которые требуют наличия двух или трех органических слоев между соседними слоями NP (рис. 1b). Кроме того, сборка LbL наночастиц Au в органических средах значительно увеличивает нагрузочную массу наночастиц Au на слой в поперечном измерении, потому что нет электростатического отталкивания между соседними наночастицами. Кроме того, эти мультислои Au NP демонстрируют плотную и неупорядоченную структуру с большим количеством нанопор, образованных среди Au NP, а также макропор целлюлозной бумаги.В результате было сочтено, что эта структурная уникальность электродов MP может способствовать переносу ионов, что тесно связано с характеристиками мощности MP-SC. Эти явления были подтверждены ультрафиолетовой и видимой (UV-Vis) спектроскопией, поперечной автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопией (FE-SEM), атомно-силовой микроскопией (AFM), термогравиметрическим анализом и измерениями микровесов кристаллов кварца (QCM) (дополнительные Рис. 2–4).

Рис. 1

Электрод суперконденсатора на основе металлической бумаги (МП). a Схема изготовления электродов суперконденсатора на основе MP с использованием лиганд-опосредованной послойной сборки (LbL) между гидрофобными наночастицами металла (или оксида металла) (NP) и молекулами TREN. В этом случае внутренняя пористая структура бумаги идеально сохраняется даже после нанесения наночастиц, как показано на изображениях FE-SEM. Все шкалы на изображениях FE-SEM указывают 50 мкм. b Схематическая диаграмма, показывающая разницу между традиционным литьем НЧ из раствора ( слева, ), традиционной сборкой LbL (на основе электростатических взаимодействий, водородных или ковалентных связей) (, середина ) и нашим подходом (т.е., сборка LbL, опосредованная молекулой лиганда) ( справа )

На основании этих результатов мы исследовали электрические свойства (TREN / TOABr-Au NP) n многослойных покрытий на кварцевом стекле в зависимости от числа бислоя ( n ) с использованием четырехзондового метода измерения (рис. 2а). При увеличении числа бислоя ( n ) с 5,5 (толщина 36 ± 2 нм) до 30,5 (толщина 215 ± 4 нм) листовое сопротивление мультислоев резко снизилось с 10.От 3 до 0,23 Ом кв -1 ; кроме того, их электропроводность (σ) увеличилась с 2,7 × 10 4 до 2,1 × 10 5 См см −1 (проводимость основного золота: ~ 4,1 × 10 5 См см −1 при 20 ° C) без какой-либо термической, механической и / или перколяционной обработки. Эта электропроводность (2,1 × 10 5 См см −1 ) значительно выше, чем у ранее описанных гибких проводников (1–10 4 См см −1 ) 23, 24, 37, 45 , 46,47 .Напротив, LbL-собранные (полиэтиленимин) (PEI, M w ~ 1,500) / TOABr-Au NP) 30,5 пленки с использованием амино-функционализированных полимеров с относительно высокой молекулярной массой (вместо TREN) показали относительно высокое сопротивление листа 90 Ом sq −1 и низкая проводимость ( σ ) 6,7 × 10 2 См · см −1 , демонстрируя сильную электрическую зависимость от типа органического слоя, перекрывающего НЧ Au (дополнительный рис. 5). Кроме того, когда крайние лиганды нанокомпозитных пленок были заменены с объемного TOABr на TREN, сопротивление слоя было более значительно снижено по сравнению с тем, которое было получено после замены крайних лигандов с TOABr на PEI (рис.2б). Однако мультислои (анионный полистиролсульфонат) (PSS) / катионный диметиламинопиридин (DMAP) -Au NP) 30,5 , полученные из электростатической сборки LbL в водной среде, проявляли изолирующие свойства (> 10 9 Ом на кв. 1 ) независимо от самого внешнего слоя. Эти результаты показывают, что объемные органические лиганды и полимерные линкеры, которые были связаны с поверхностью металлических наночастиц, нарушали перенос электронов между соседними металлическими наночастицами.

Фиг.2

Физические свойства (TREN / TOABr-Au NP) n Электрод с покрытием . a Сопротивление листа и электропроводность (TREN / TOABr-Au NP) n многослойных покрытий на кварцевом стекле в зависимости от числа бислоя ( n ). b Влияние внешних органических лигандов на пластовое сопротивление (TREN / TOABr-Au NP) n и (PEI / TOABR-Au NP) n многослойных покрытий на кварцевом стекле. c Испытания на механическую стабильность многослойных (TREN / TOABr-Au NP) 15.5 и напыленных ПЭТ-подложек с покрытием из золота в зависимости от числа циклов изгиба (радиус изгиба ~ 1,5 мм). d Наклонные и поперечные ( вставка ) изображения FE-SEM мелованной бумаги (TREN / TOABr-Au NP) 10 (шкала , 500 и 200 мкм ( вставка )) ( слева ) и изображения картографирования EDX бумажного электрода с покрытием (TREN / TOABr-Au NP) 10 (белый квадрат изображения поперечного сечения SEM ( вставка )) (шкала , 20 мкм) ( справа ). e Электрические свойства (TREN / TOABr-Au NP) n -мелованная бумага с увеличивающимся числом бислоев ( n ). f Фотографии (TREN / TOABr-Au NP) n Мелованная бумага с подключением светодиода в зависимости от числа двухслойного ( n ) (шкала , , 1 см) ( слева, ) и целлюлозной бумаги большой площади (20 см × 30 см) ( средний ).Изображения на справа показывают светодиодное соединение между MP в различных гибких условиях, таких как плоское, сминание и упаковка (с использованием стеклянной палочки диаметром 1,5 мм). г Массовая загрузка (TREN / OA-MnO NP) n многослойных слоев, нанесенных на пористые бумажные электроды толщиной 140 мкм и непористые электроды QCM с покрытием из золота. Массовый процент НЧ MnO в мультислоях, измеренный термогравиметрическим анализом (ТГА), составлял ~ 87%

Для исследования механизма переноса электрона (TREN / TOABr-Au NP) n , температурно-зависимая электропроводность контролировалась четырехзондовым измерением в диапазоне температур 2–300 K (дополнительный рис.6). В этом случае температурная зависимость проводимости не соответствовала линейной зависимости со следующим уравнением для кинетики полупроводников: σ = σ 0 эксп. (- АКПП (1/ d +1 ) ) для прыжкового механизма с переменным диапазоном ( d = 3) или туннельного ( d = 1) механизма, где σ - проводимость, T - абсолютная температура (K), A - константа, а d - размерность 37, 48 .В результате механизм транспорта электронов (TREN / TOABr-Au NP) n Мультислои основаны на поведении металлической проводимости, происходящей от перколированных сетей наночастиц золота, а не на поведении прыжковой или туннельной проводимости. При понижении температуры с 300 до 2 К удельное электрическое сопротивление мультислоев (TREN / TOABr-Au NP) 30,5 постепенно уменьшалось, что отражало типичное поведение металла 49 . При этом сформированные мультислои НЧ Au показали положительный температурный коэффициент, равный 1.64 × 10 −3 K −1 , полученное следующим соотношением: ∆R / R 0 = α∆T , где R и α - сопротивление (Ом) и температурный коэффициент соответственно. Примечательно, что высокая электропроводность (TREN / TOABr-Au NP) n многослойных материалов могут выдерживать высокие механические напряжения / деформации. Чтобы продемонстрировать такую ​​возможность, (TREN / TOABr-Au NP) 15.5 мультислоев были нанесены на пленки из полиэтилентерефталата (ПЭТ), обладающие высоким сродством к аминогруппам; затем изменение проводимости ( σ / σ 0 ) из (TREN / TOABr-Au NP) 15,5 -покрытых ПЭТ-пленок толщиной 105 нм с проводимостью 7,3 × 10 4 См · см −1 (сопротивление листа: ~ 1,3 Ом · кв −1 ) в исходном (плоском) состоянии ( σ 0 ), была исследована в зависимости от радиуса изгиба и числа циклов (рис.2c и дополнительный рис. 7). В этом случае проводящие многослойные слои продемонстрировали превосходную электрическую стабильность, сохраняя 96% исходной проводимости даже после 10 000 циклов изгиба (радиус изгиба = 1,5 мм). Эти явления резко контрастировали с напыленными пленками с покрытием из Au (т.е. толщиной 100 нм Au / Ti / PET), которые потеряли ~ 92% от своего исходного значения проводимости после того же количества циклов. В результате был сделан вывод, что пленки, покрытые наночастицами золота, могут смягчить воздействие внешних механических воздействий за счет минимизации площади контакта с подложками.

Кроме того, сформированные многослойные пленки также проявляли высокую стабильность в различных растворителях, от органических сред до водных сред с контролируемым pH, благодаря ковалентной связи между первичными аминогруппами и НЧ Au (дополнительный рис. 8). Мы также подчеркиваем, что наш подход может быть широко применен к множеству других подложек, таких как обычная бумага, полиэфирные ткани и нейлоновые нити, благодаря высокому сродству к аминогруппам TREN и, как следствие, может преобразовывать изоляционные материалы. подложки в полностью гибкие металлические проводники без каких-либо существенных изменений в исходной пористой структуре (дополнительные рис.9 и 10).

Приготовление электрода на основе целлюлозной бумаги

В частности, в случае целлюлозной бумаги толщиной 140 мкм с высокопористой структурой с помощью FE-SEM и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) было подтверждено, что их внутренняя часть и снаружи были равномерно и плотно покрыты мультислоями (TREN / TOABr-Au NP) 10,5 (рис. 2d). Как показано на рис. 2d, многослойная бумага с покрытием (TREN / TOABr-Au NP) 10,5 сохранила свою высокопористую трехмерную (3D) структуру.Кроме того, изображения элементарного картирования поперечного сечения МП ясно продемонстрировали, что наночастицы золота были однородно осаждены внутри бумаги без агломерации (справа на рис. 2d). Хотя общая массовая плотность сформированных MP составила ~ 0,36 г / см -3 (массовая плотность чистой бумаги: ~ 0,29 г / см -3 ), количество загрузки адсорбированных НЧ Au на слой на пористой бумаге было в 27 раз больше, чем у наночастиц Au на непористых плоских подложках, таких как электрод QCM.Нанокомпозитная бумага, хотя и легкая, демонстрировала чрезвычайно низкое сопротивление листа 0,31 Ом кв. -1 и высокую электрическую проводимость 230,1 См · см -1 (т.е. ) без термической обработки и механического прессования (рис. 2д). Как показано на рис. 2е, за счет увеличения числа бислоя ( n ) (TREN / TOABr-Au NP) n многослойных от 0 до 10,5, изоляционная бумага (т.е.е., n = 0) был постепенно преобразован в MP, показывая изменение цвета с белого на желтый. Интересно отметить, что светоизлучающий диод (LED), подключенный к предварительно подготовленным проводникам MP, мог активироваться даже после нанесения только одного слоя Au NP (например, TREN / TOABr-Au NP / TREN), что подразумевает плотную загрузку НЧ Au с уменьшенными межчастичными расстояниями на пористых трехмерных целлюлозных сетках. Кроме того, наш подход может быть легко применен к бумаге большой площади, и бумага демонстрирует отличную электрическую стабильность при сильной механической деформации (рис.2е). При дополнительном нагреве и / или механическом прессовании электрическая проводимость была дополнительно увеличена (дополнительный рис. 11). Следует также отметить, что эти металлические бумаги не могут быть получены с помощью ранее описанных подходов, таких как химия тиолов или обычная электростатическая сборка LbL 27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38, 39,40 .

Электрохимические свойства MP-SC

На основании этих результатов мы исследовали возможность эффективного использования MP в качестве электродов суперконденсатора.Во-первых, НЧ OA-MnO как высокоэнергетические материалы для ПК были последовательно нанесены на MP (например, (TREN / TOABr-Au NP) 10,5 бумаги с многослойным покрытием) с использованием вышеупомянутой реакции замещения лиганда (т. Е. более высокое сродство к оксиду металла с аминогруппами TREN, чем к лигандам OA). В этом случае TREN может напрямую соединять границы раздела наночастиц бумага / металл / оксид металла, что приводит к высокоинтегрированным пористым трехмерным сетям (дополнительный рис. 12). Массовая загрузка (TREN / OA-MnO NP) n Было обнаружено, что МП с покрытием (MnO-MP) линейно увеличиваются с увеличением числа бислоя, что указывает на точную управляемость емкости (рис.2ч). В частности, массовая нагрузка мультислоев НЧ MnO, адсорбированных на МП, была в ~ 10 раз выше, чем у мультислоев на непористых металлических подложках, что, как ожидалось, должно было значительно улучшить площадную емкость электродов.

Внутренние электрохимические свойства электродов MnO-MP-SC оценивали с использованием конфигурации трехэлектродной ячейки в электролите 1 M Na 2 SO 4 . Были измерены циклические вольтамперометрии (ЦВА) электродов со скоростью сканирования 5 мВ с -1 (рис.3а), а соответствующие удельные и площадные емкости были оценены как функция массовой нагрузки НЧ MnO (мг · см –2 ) (рис. 3б). При увеличении количества загрузки (или числа двухслойных частиц, n ) наночастиц MnO внутри мультислоев, текущие уровни кривых CV и соответствующие поверхностные емкости увеличивались с увеличением интегрированной площади CV. В частности, даже электроды из MnO-MP-SC, содержащие высокую массовую загрузку 4,09 мг / см -2 , демонстрируют отличные характеристики накопления заряда с квазипрямоугольными кривыми CV, что позволяет проводить быстрые обратимые многоэлектронные окислительно-восстановительные реакции НЧ MnO 50 .Следует отметить, что отличные характеристики накопления заряда электродов MnO-MP-SC с высокой массовой загрузкой могут быть достигнуты не только за счет структурных преимуществ высокопористой целлюлозной бумаги, но также за счет эффективного удаления изолирующих объемных лигандов (например, TOABr или OA) связаны с поверхностью NP во время опосредованного лигандом процесса сборки LbL. То есть обмен лиганда с электрохимически неактивных и объемных лигандов на гидрофильные молекулы TREN обеспечивает низкое сопротивление переносу заряда, лучшее проникновение электролита и улучшенное использование активных материалов.Кривые гальваностатического заряда / разряда (GCD) с треугольными элементами также указывают на благоприятное емкостное поведение электродов MnO-MP-SC (дополнительный рисунок 13). Максимальная поверхностная емкость электрода составила 617 мФ · см −2 при высокой плотности нагрузки 4,09 мг · см −2 . Хотя это значение выше или сопоставимо со значениями, указанными в предыдущих статьях на основе текстильных электродов (дополнительная таблица 1), поверхностная емкость электродов и количество загруженных наночастиц MnO в нашей системе могут быть дополнительно масштабированы путем простого увеличения числа двух слоев. .Напротив, удельная массовая емкость электродов MnO-MP-SC уменьшалась с увеличением нагрузки на НЧ MnO из-за электронного и ионного сопротивления НЧ MnO с низкими значениями электропроводности и низкими коэффициентами диффузии ионов, что ограничивает их производительность для ПК. 21, 51 . Измерение методом спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) электродов MnO-MP-SC с различной массовой плотностью дополнительно выявило аналогичные тенденции в зависимости от нагрузки, что указывает на увеличение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) с увеличением плотности нагрузки (дополнительный рис.13).

Рис.3

Электрохимические свойства МП на основе (TREN / OA-MnO NP) n Электрод . a Циклические вольтамперограммы (CV) (TREN / OA-MnO NP) n Электроды MP с покрытием в зависимости от массовой нагрузки НЧ MnO (мг · см -2 ) при скорости сканирования 5 мВ · с -1 . b Удельные и площадные емкости (TREN / OA-MnO NP) 20.5 MP-электродов с покрытием в зависимости от массовой нагрузки НЧ MnO (от 0,23 до 4,09 мг · см −2 ). c CV (ТРЕН / ОА-Мно НП) n Электроды MP с покрытием и непористая подложка (Si-пластина с покрытием Au) с массовой плотностью 0,23 мг / см -2 при скорости сканирования 50 мВ с -1 . d Участки Найквиста (TREN / OA-MnO NP) n Электроды из МП с покрытием и непористая подложка с непористой подложкой (Si-пластина с покрытием Au). e Зависимость удельной емкости (TREN / OA-MnO NP) от скорости сканирования n Электроды MP с покрытием различной плотности. f Циклическая ретенция (TREN / OA-MnO NP) n Электроды MP с покрытием с массовой плотностью 0,23, 1,56 и 4,09 мг · см -2 соответственно

Примечательно, что высокие удельные емкости электродов MP-SC не могли быть легко достигнуты с использованием других обычных электродов.На рисунке 3c показаны CV-сканирование (TREN / OA − MnO NP) n . -покрытый MP и Si-полупроводниковые электроды с напыленным Au при одинаковой массовой плотности (т.е. ~ 0,23 мг · см -2 ). Токовый отклик электрода МП-СК был в 10 раз выше, чем у непористого электрода СК; следовательно, электроды на основе МП показали высокую удельную массовую емкость 481 Ф · г -1 при скорости сканирования 5 мВ · с -1 , в отличие от 48 Ф · г -1 для непористых электродов.EIS дополнительно подтвердил улучшенную кинетику MP-SC со значительно уменьшенным сопротивлением переносу заряда 0,08 Ом · см -2 по сравнению с сопротивлением непористых SC-электродов (23,4 Ом · см -2 ) (рис. 3d и дополнительные Рис.14). Улучшенные электрохимические характеристики электродов MP-SC можно объяснить их высокопористой структурой с большой площадью поверхности, которая уменьшила масштаб длины переноса ионов и электронов 52 . Кроме того, электроды MnO-MP показали благоприятное поведение ПК при увеличении скорости сканирования с 5 до 500 мВ · с -1 (дополнительный рис.15). Значения удельной массовой емкости, полученные из CV, постепенно уменьшались по мере увеличения скорости сканирования, что было нормальным поведением для систем хранения заряда на основе материалов ПК (рис. 3e). Хотя слои НЧ Au и MnO были плотно покрыты целлюлозными волокнами внутри бумаги, гидрофобные TOABr (для НЧ Au) и лиганды OA (для НЧ MnO), связанные с поверхностью НЧ, были заменены на TREN, и, следовательно, НЧ захороненные между слоями TREN были заменены на гидрофильные НЧ.Следовательно, целлюлозные волокна с покрытием NP внутри высокопористых электродов MP-SC могут действовать как благоприятные резервуары для электролита и обеспечивать эффективный путь для переноса ионов из-за эффекта набухания воды целлюлозных волокон в водной среде 53 . Кроме того, мы также подчеркиваем, что TREN, как низкомолекулярный линкер с аминными фрагментами, поддерживает не только легкий перенос заряда из-за значительного уменьшения взаимного расстояния между NP, но и стабильные ковалентные связи между соседними NP.Электроды MnO-MP с 0,23, 1,56 и 4,09 мг / см -2 сохраняли 88,9, 91,8 и 89,6% своей начальной емкости, соответственно, после 5000 циклов во время CV при 100 мВ с -1 (рис. 3f). .

Улучшение электрохимических характеристик MP-SC за счет конструкции LbL

Несмотря на их высокую плотность нагрузки и значения площадной емкости, постепенное снижение удельных емкостей и скоростных характеристик при высокой плотности нагрузки является критическим недостатком ПК на основе NP. псевдоконденсаторы.Для решения этих проблем и дальнейшего повышения производительности металлические слои NP периодически вставлялись в (TREN / OA-MnO NP) n многослойных слоев, как показано на рис. 4a (т.е. MP / [(TREN / OA-MnO NP) 3 / (TREN / TOABr-Au NP) 1 ] м или чередующиеся электроды MnO / Au NP). В этом случае вставленные НЧ Au были равномерно распределены в центре внутри электрода и могли обеспечить благоприятные пути переноса электронов между соседними слоями НЧ MnO (дополнительные рис.16 и 17). На рис. 4b показаны ЦВА чередующихся электродов MnO / Au NP и (TREN / OA-MnO NP) 20,5 без вставленных слоев Au NP и оголенных электродов MP при скорости сканирования 50 мВ с -1 . Интересно, что электрохимический отклик чередующихся электродов MnO / Au NP превосходит таковой у MP-электрода с покрытием (TREN / OA-MnO) 20,5 без слоев Au NP, несмотря на ту же массовую плотность 0,95 мг / см −2. , что соответствовало поведению GCD (дополнительный рис.18). Превосходный отклик чередующихся электродов MnO / Au NP также можно было наблюдать в зависимых от массы CV, полученных при скорости сканирования 5 мВ с -1 (дополнительный рисунок 19), которые отображали более крупные и прямоугольные детали, чем те, что (ТРЕН / ОА-Мно НП) н электродов без слоев Au NP, как показано на рис. 3а. В результате чередующиеся электроды MnO / Au NP показали значения удельной и площадной емкости 709 Ф · г -1 (при 0.23 мг / см -2 ) и 1,35 Ф · см -2 (при 4,09 мг / см -2 ) при скорости сканирования 5 мВ · с -1 , соответственно (рис. 4c). Это значение удельной емкости превышает указанные в ранее опубликованных статьях о текстильных электродах SC (дополнительная таблица 1). Кроме того, поверхностная емкость может быть дополнительно улучшена за счет увеличения периодического числа ( м ) нанокомпозитных электродов. Учитывая, что емкость двойного слоя вставленного слоя НЧ Au была меньше, чем у НЧ ПК MnO, это резкое увеличение электрохимического отклика означало, что периодически вставляемые металлические слои значительно снижали внутреннее сопротивление, что подтверждается измерением EIS ( Инжир.4d и дополнительный рис. 20). Сопротивление ESR и переносу заряда ( R ct ) значения чередующихся электродов MnO / Au NP были почти постоянными и немного увеличивались, соответственно, с увеличением массовой плотности нагрузки, в то время как значения (TREN / OA-MnO NP) n электродов были значительно увеличены (рис. 4г). Кроме того, чередующиеся электроды MnO / Au NP показали улучшенные емкостные характеристики по сравнению с (TREN / OA-MnO NP) n электродов при скорости развертки 5–500 мВ с –1 (дополнительный рис.21). Эти результаты показывают, что свойства переноса заряда чередующихся электродов MnO / Au NP превосходят свойства электродов (TREN / OA-MnO NP) n электродов многослойных. На рисунке 4e показаны удельные емкости чередующихся MnO / Au NP и (TREN / OA-MnO NP) n электродов со скоростью сканирования от 5 до 500 мВ · с -1 . Хотя удельная емкость чередующихся электродов наночастиц MnO / Au постепенно уменьшалась с увеличением скорости сканирования из-за ограниченных диффузионных свойств наночастиц ПК, эти электроды по-прежнему демонстрировали более высокую удельную емкость, чем электроды без слоев наночастиц Au на всем протяжении. диапазон скорости сканирования.В частности, в случае переменного электрода с поверхностной массовой плотностью 0,23 мг / см −2 его удельная емкость составила ~ 230 Ф · г −1 даже при высокой скорости сканирования 500 мВ · с −1 , демонстрируя отличные возможности по скорости. Более эффективное явление переноса заряда чередующихся электродов MnO / Au NP может быть дополнительно разъяснено зависимым от нагрузки электрохимическим поведением с различной скоростью сканирования (дополнительный рис. 22). Кроме того, чередующиеся электроды MnO / Au NP с массовой плотностью 0.95, 1,56 и 4,09 мг / см -2 сохраняли 93, 96,4 и 91,3% своей начальной емкости после 5000 циклов, соответственно (рис. 4f).

Рис. 4

Электрохимические свойства чередующегося электрода MnO / Au NP. a Схема чередующихся электродов PC / Au NP. На микрофотографии FE-SEM показано поперечное сечение чередующегося электрода MnO / Au NP. Размер шкалы составляет 200 нм. b Сравнение текущих характеристик переменного MnO / Au NP и (TREN / OA-MnO NP) 20.5 МП электродов с покрытием при скорости развертки 50 мВ с −1 . c Удельная и площадная емкости чередующихся электродов MnO / Au NP в зависимости от массовой нагрузки MnO NP при скорости сканирования 5 мВ с -1 . d Следы СОЭ и R ct значений переменного MnO / Au NP и (TREN / OA-MnO NP) n электродов в зависимости от массовой нагрузки соответственно.Все значения были получены из графика Найквиста для каждого электрода на дополнительных рисунках. 14 и 20. e Удельные емкости чередующихся MnO / Au NP (со слоем Au) и (TREN / OA-MnO NP) n Электроды MP с покрытием (без слоя Au) с различной массовой плотностью в зависимости от скорости сканирования соответственно. f Циклическое удержание чередующихся электродов MnO / Au NP с массовой плотностью 0,95, 1,56 и 4,09 мг / см -2 соответственно

Электрохимические и механические характеристики MP-ACS

На основании этих результатов мы приготовили гибридные асимметричные суперконденсаторы (ASC), состоящие из чередующихся MnO / Au NP (положительный электрод) и чередующихся Fe 3 O 4 / Au NP электрод ( отрицательный электрод).Метод приготовления, структурный состав и электрохимические свойства отрицательных электродов на основе Fe 3 O 4 NP были аналогичны таковым для электродов на основе MnO NP (см. «Методы» и дополнительные рисунки 23–25). В этом случае окно напряжения было увеличено до 2 В в жидких (1 M Na 2 SO 4 ) или твердых (Na 2 SO 4 / поли (виниловый спирт) (ПВС)) электролитах. MP-ASC, измеренные при скорости сканирования 100 мВ с -1 , показали потенциал-зависимые квазипрямоугольные кривые CV с типичными емкостными характеристиками, что свидетельствует о быстрой фарадеевской реакции НП ПК внутри высокопористых электродов МП (рис. .5а и дополнительный рис. 26). Такое стабильное поведение при хранении также наблюдалось во время измерений GCD (дополнительный рис. 27). Симметричные треугольные кривые GCD и квазипрямоугольные CV MP-ASC при разных скоростях развертки указывают на желаемые емкостные характеристики и отличные возможности скорости (рис. 5b и дополнительный 28). На рисунке 5c показаны удельная емкость и кулоновский КПД MP-ASC, рассчитанные из профилей GCD с различными плотностями тока 1–10 мА см –2 .Максимальные удельные емкости на основе всех активных материалов, содержащих как положительные, так и отрицательные электроды (3,1 мг), были измерены и составили 222 Ф · г -1 для жидкого MP-ASC и 176 Ф · г -1 для твердого тела. -состояние MP-ASC при плотности тока 1 мА · см −2 (0,65 A g −1 ), которые были гораздо более благоприятными значениями, чем ранее сообщенные значения ASC на бумажной или текстильной основе (включая целлюлозную бумагу, хлопок , полиэфирные и углеродные тканевые основы) 54,55,56,57 .MP-ASC также продемонстрировали удовлетворительное сохранение емкости 138 F g -1 для жидкого MP-ASC и 80 F g -1 для твердотельного MP-ASC при высокой плотности тока 20 мА. см −2 . Хотя твердотельный MP-ASC в настоящем исследовании показал более низкие возможности, чем жидкое устройство, из-за плохой природы диффузии ионов полимерного гелевого электролита, этот параметр можно улучшить путем химической модификации гелевого электролита 58 . Кроме того, собранные MP-ASC продемонстрировали превосходную кулоновскую эффективность более 90% при плотности тока 2 мА · см -2 и достигли 99.8% для жидкого MP-ASC и 99% для твердотельного ASC при плотности тока 20 мА · см −2 . EIS MP-ASC также отражает характеристики эффективной миграции ионов во время электрохимической развертки (рис. 5d). Измеренные значения ESR на высокой частоте (100 кГц) составили 0,61 и 1,34 Ом · см -2 для жидких и твердотельных MP-ASC соответственно, что указывает на заметно низкое общее внутреннее сопротивление устройств.

Рис. 5

Электрохимические свойства МП-асимметричного суперконденсатора (АСК). a CV жидкого состояния MP - ASC (т.е. MnO / Au // Fe 3 O 4 / Au в 1 M Na 2 SO 4 ) при скорости сканирования 100 мВ с −1 . b Кривые гальваностатического заряда / разряда (GCD) жидкого MP-ASC при различных плотностях тока в диапазоне 1–10 мА см –2 . c Удельная емкость и кулоновский КПД MP-ASC как функция плотности тока. d Графики Найквиста MP-ASC.На вставке показано большее увеличение высокочастотной области. Графики Ragone твердотельных и жидких MP-ASC в зависимости от e общей массы материалов активной энергии и f площади MP-ASC по сравнению с ранее описанными гибкими асимметричными суперконденсаторами (* Дополнительные ссылки )

Мощность и плотности энергии MP-ASC были оценены для общей массы активных материалов и площади устройств по профилям гальваностатического разряда (рис.5e, f и дополнительный рис.29). На рисунке 5e показаны удельная мощность и плотность энергии твердотельных и жидких MP-ASC при различных плотностях тока вместе с соответствующими значениями для жидких гибких SC, о которых сообщают другие исследовательские группы. В этом случае MP-ASC показали максимальную мощность и удельную мощность 128,9 кВт · кг −1 и 121,5 Вт · ч · кг −1 для жидкого состояния и 95,1 кВт · кг −1 и 81,7 Вт · ч · кг - 1 для твердого состояния, соответственно, даже при высоких массовых нагрузках материалов активной энергии, которые превосходили другие ранее описанные гибкие SC (дополнительная таблица 2).Эти замечательные электрохимические выходы для мощности и плотности энергии MP-ASC предполагают, что пористые трехмерные сети целлюлозной бумаги и периодически вставляемые наночастицы золота играли синергетическую роль в снижении внутреннего сопротивления, вызванного плотной упаковкой наночастиц ПК. Поверхностные характеристики считаются ценным фактором при оценке гибких и пригодных для носки двухмерных (2D) текстильных электродов накопителя энергии 2 . Как показано на рис. 5f, максимальная поверхностная мощность и плотность энергии MP-ASC были измерены и составили 15.Соответственно. Насколько нам известно, эта производительность значительно лучше, чем у гибких SC, о которых сообщалось ранее, и ее можно легко улучшить, увеличив количество двухслойных элементов. Долговременная стабильность MP-ASC была проверена циклами GCD при плотности тока 20 мА · см -2 в течение до 5000 циклов (дополнительный рис.30). MP-ASC показали отличное сохранение емкости 89,8% для жидкого MP-ASC и 89,6% для твердотельного MP-ASC от их начальных значений.

MP-ASC также продемонстрировали отличную механическую стабильность в различных условиях нагрузки, что является одним из важнейших факторов для реальных приложений. На рис. 6а показаны CV твердотельного MP-ASC при изгибе и намотке. В этом случае не было значимого изменения в геометрии CV, что указывает на прочные и стабильные связи между целлюлозной бумажной подложкой, наночастицами и электролитом.Эта механическая стабильность была также подтверждена путем мониторинга изменений ESR в EIS (рис. 6b). Изменения в значениях ESR были незначительными, что указывало на превосходную гибкость MP-ASC. Сопротивление усталости MP-ASC было дополнительно проверено путем непрерывного цикла CV с различными углами изгиба (рис. 6c). Как показано на рис. 6с, при последовательном преобразовании условий изгиба сохраняющаяся способность была почти постоянной в течение 3000 циклов. Эти результаты подчеркивают, что наши устройства потенциально могут быть применены в гибких и портативных энергетических приложениях с высокой производительностью.

Рис. 6

Механические свойства MP-ASC. a CV твердотельных MP-ASC при скорости сканирования 50 мВ с -1 , записанные в плоских (начальных) условиях, изгибе и намотке. Масштабные линейки на фотографиях ( справа ) соответствуют 1 см. b График Найквиста твердотельных MP-ASC с различными гибкими условиями. c Циклическое испытание на удержание твердотельных MP-ASC с различными условиями изгиба при скорости сканирования 100 мВ с −1

А гибкий электрод суперконденсатора из полианилина / графена / бактериальной целлюлозы

Гибкий и отдельно стоящий электрод суперконденсатора из полианилина (PANI) / графена (GN) / бактериальной целлюлозы (BC) синтезирован посредством простого метода химической полимеризации и фильтрации .Подложка BC с трехмерной (3D) волокнистой сеткой демонстрирует преимущества превосходной механической прочности, хороших свойств поглощения электролита и большой массовой нагрузки (9,2 мг · см -2 ) для пленки PANI / GN / BC; таким образом, может быть достигнута заметная поверхностная емкость 4,16 Ф · см -2 , превосходный предел прочности при растяжении 65,4 МПа и высокая гибкость. Более того, симметричный суперконденсатор, соединенный с этой бумагой PANI / GN / BC, демонстрирует стабильное поведение в изогнутом состоянии, а также высокую поверхностную емкость (1.32 Ф · см −2 ) и плотности энергии (0,12 мВт · см −2 ). Этот электрод, основанный на простом и недорогом процессе, может открыть новые возможности для гибких устройств накопления энергии.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Гибкие и отдельно стоящие электроды на основе композитов полипиррол / углеродные нанотрубки / целлюлоза для применения в суперконденсаторах

  • Абдул Башид Х.А. и др. (2017) Электроосаждение полипиррола и восстановленного оксида графена на углеродный пучок волокна в качестве электрода для суперконденсатора.Nanoscale Res Lett 12: 246. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2010-3

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Алькарас-Эспиноза Дж.Дж., де Мело С.П., де Оливейра Х.П. (2017) Изготовление очень гибких иерархических полипиррол / углеродных нанотрубок на мембранах из яичной скорлупы для суперконденсаторов. ACS Omega 2: 2866–2877. https://doi.org/10.1021/acsomega.7b00329

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Canobre SC, Xavier FFS, Fagundes WS, de Freitas AC, Amaral FA (2015) Характеристики химических и электрохимических композитов PPy / CNT в качестве электродов в суперконденсаторах типа I.J Nanomater 2015: 13. https://doi.org/10.1155/2015/560164

    Артикул CAS Google Scholar

  • Chami Khazraji A, Robert S (2013) Самосборка и межмолекулярные силы при взаимодействии целлюлозы и воды с использованием молекулярного моделирования. J Nanomater 2013: 12. https://doi.org/10.1155/2013/745979

    CAS Статья Google Scholar

  • Chang C, Zhang L, Zhou J, Zhang L, Kennedy JF (2010) Структура и свойства гидрогелей, полученных из целлюлозы в водных растворах NaOH / мочевины.Carbohydr Polym 82: 122–127. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.04.033

    Артикул CAS Google Scholar

  • Chen Y, Du L, Yang P, Sun P, Yu X, Mai W (2015a) Значительно повышенная надежность и электрохимические характеристики гибких суперконденсаторов на основе углеродных нанотрубок за счет электроосаждения полипиррола. J Power Sources 287: 68–74

    Статья CAS Google Scholar

  • Chen Y, Du L, Yang P, Sun P, Yu X, Mai W (2015b) Значительно повышенная надежность и электрохимические характеристики гибких суперконденсаторов на основе углеродных нанотрубок за счет электроосаждения полипиррола.J Источники энергии 287: 68–74. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.04.026

    Артикул CAS Google Scholar

  • Chen C et al (2017) Цельнодеревянные, малые извилистые, водные, биоразлагаемые суперконденсаторы со сверхвысокой емкостью. Energy Environ Sci 10: 538–545. https://doi.org/10.1039/C6EE03716J

    Артикул CAS Google Scholar

  • Clasen C, Sultanova B, Wilhelms T, Heisig P, Kulicke W-M (2006) Влияние различных процессов сушки на свойства материала бактериальных целлюлозных мембран.Macromol Symp 244: 48–58. https://doi.org/10.1002/masy.200651204

    Артикул CAS Google Scholar

  • Davoglio RA, Biaggio SR, Bocchi N, Rocha-Filho RC (2013) Гибкие композиты с большой площадью поверхности из углеродного волокна, полипиррола и поли (DMcT) для электродов суперконденсатора. Electrochim Acta 93: 93–100. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.01.062

    Артикул CAS Google Scholar

  • Dichiara AB, Song A, Goodman SM, He D, Bai J (2017) Умная бумага, содержащая углеродные нанотрубки и целлюлозные микроволокна, для многофункциональных сенсорных приложений.J Mater Chem A 5: 20161–20169. https://doi.org/10.1039/C7TA04329E

    Артикул CAS Google Scholar

  • Dong L, Xu C, Li Y, Huang Z-H, Kang F, Yang Q-H, Zhao X (2016) Гибкие электроды и суперконденсаторы для носимого накопления энергии: обзор по категориям. J Mater Chem A 4: 4659–4685. https://doi.org/10.1039/C5TA10582J

    Артикул CAS Google Scholar

  • Дяткин Б., Прессер В., Хеон М., Лукацкая М.Р., Бейдаги М., Гогоци Ю. (2013) Разработка зеленого суперконденсатора, полностью состоящего из экологически чистых материалов.Chemsuschem 6: 2269–2280. https://doi.org/10.1002/cssc.201300852

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Fang Y et al (2010) Самоподдерживающиеся мембраны суперконденсаторов: сети из углеродных нанотрубок, покрытые полипирролом, созданные с помощью импульсного электроосаждения. J Источники энергии 195: 674–679. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.07.033

    Артикул CAS Google Scholar

  • Gemeiner P et al (2015) Многослойные углеродные нанотрубки с полипирроловым покрытием для простого изготовления противоэлектродов в сенсибилизированных красителями солнечных элементах.Synth Met 210: 323–331. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2015.10.020

    Артикул CAS Google Scholar

  • Gonzalez JS, Ludueña LN, Ponce A, Alvarez VA (2014) Нанокомпозитные гидрогели из поли (винилового спирта) и нанополимерных нитей целлюлозы для потенциальных перевязочных материалов. Mater Sci Eng C 34: 54–61. https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.10.006

    Артикул CAS Google Scholar

  • Härdelin L, Hagström B (2015) Влажные волокна, полученные из растворов целлюлозы в ионной жидкости с взвешенными углеродными наночастицами.J Appl Polym Sci 132: 41417. https://doi.org/10.1002/app.41417

    Артикул CAS Google Scholar

  • He S, Hu C, Hou H, Chen W (2014) Ультратонкие нанолисты MnO 2 нанолистов на углеродной бумаге на основе целлюлозы для мощных суперконденсаторов. J Источники энергии 246: 754–761. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.08.038

    Артикул CAS Google Scholar

  • Хебейш А., Фараг С., Шараф С., Шахин Т.И. (2016) Развитие проводящих хлопчатобумажных тканей за счет полимеризации на месте композитов полипиррол-наноцеллюлоза.Carbohydr Polym 151: 96–102. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.054

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Herou S, Schlee P, Jorge AB, Titirici M (2018) Электроды из биомассы для гибких суперконденсаторов. Curr Opin Green Sustain Chem 9: 18–24. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2017.10.005

    Артикул Google Scholar

  • Hsu Y-C, Chen G-L, Lee R-H (2014a) Нанокомпозит из листового оксида графена и полианилина, полученный методом полимеризации / осаждения in situ для противоэлектрода сенсибилизированного красителем солнечного элемента.J Polym Res 21: 440. https://doi.org/10.1007/s10965-014-0440-5

    Артикул CAS Google Scholar

  • Hsu Y-C, Tseng L-C, Lee R-H (2014b) Лист оксида графена - наногибриды полианилина для улучшения фотоэлектрических характеристик сенсибилизированных красителями солнечных элементов. J. Polym Sci. Часть B. Polym Phys. 52: 321–332. https://doi.org/10.1002/polb.23416

    Артикул CAS Google Scholar

  • Hu L et al (2010) Эластичный, пористый и теплопроводный текстиль.Nano Lett 10: 708–714. https://doi.org/10.1021/nl9m

    Артикул CAS Google Scholar

  • Huang Y et al (2016) Наноструктурированный полипиррол как гибкий электродный материал суперконденсатора. Нано-энергия 22: 422–438. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.02.047

    Артикул CAS Google Scholar

  • Indrajit S, Abhijit G, Li-Chyong C, Kuei-Hsien C (2015) Гибкий суперконденсатор на основе проводящего полимера.Energy Sci Eng 3: 2–26. https://doi.org/10.1002/ese3.50

    Артикул CAS Google Scholar

  • Jiang H, Ma H, Jin Y, Wang L, Gao F, Lu Q (2016) Гибридный α-Fe 2 O 3 @Ni (OH) 2 Нанолистовой композит для высокопроизводительных производительность суперконденсаторного электрода. Sci Rep 6: 31751. https://doi.org/10.1038/srep31751

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Jiang Q, Kacica C, Soundappan T, Liu K-K, Tadepalli S, Biswas P, Singamaneni S (2017) Выращенный in situ композит бактериальной наноцеллюлозы / оксида графена для гибких суперконденсаторов.J Mater Chem A 5: 13976–13982. https://doi.org/10.1039/c7ta03824k

    Артикул CAS Google Scholar

  • Jost K, Perez CR, McDonough JK, Presser V, Heon M, Dion G, Gogotsi Y (2011) Ткань с углеродным покрытием для гибкого хранения энергии. Energy Environ Sci 4: 5060–5067. https://doi.org/10.1039/C1EE02421C

    Артикул CAS Google Scholar

  • Ke Q, Wang J (2016) Материалы на основе графена для электродов суперконденсатора - обзор.J Materiomics 2: 37–54. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2016.01.001

    Артикул Google Scholar

  • Кога Х., Тономура Х., Ноги М., Суганума К., Нишина Ю. (2016) Быстрое, масштабируемое и экологичное изготовление бумажного электрода для аккумулирования энергии. Грин Chem 18: 1117–1124. https://doi.org/10.1039/C5GC01949D

    Артикул CAS Google Scholar

  • Kong L, Zhang C, Wang J, Qiao W, Ling L, Long D (2015) Отдельно стоящая T-Nb 2 O 5 / графеновая композитная бумага со сверхвысокой гравиметрической / объемной емкостью для Li- псевдоконденсатор с интеркаляцией ионов.ACS Nano 9: 11200–11208. https://doi.org/10.1021/acsnano.5b04737

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Lay M, González I, Tarrés JA, Pellicer N, Bun KN, Vilaseca F (2017) Высокие электрические и электрохимические свойства бактериальных целлюлозно-полипиррольных мембран. Eur Polym J 91: 1–9. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2017.03.021

    Артикул CAS Google Scholar

  • Lee KYT, Shi HTH, Lian K, Naguib HE (2015) Гибкие многослойные углеродные нанотрубки / композитный электрод из проводящего полимера для суперконденсаторов.Smart Mater Struct 24: 115008

    Артикул CAS Google Scholar

  • Lee T-W, Han M, Lee S-E, Jeong YG (2016) Электропроводящие и прочные композитные волокна на основе целлюлозы, армированные многослойной углеродной нанотрубкой, содержащей несколько фрагментов водородных связей. Compos Sci Technol 123: 57–64. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2015.12.006

    Артикул CAS Google Scholar

  • Li S, Huang D, Zhang B, Xu X, Wang M, Yang G, Shen Y (2014) Гибкие суперконденсаторы на основе электродов из бактериальной целлюлозной бумаги.Adv Energy Mater 4: 1301655. https://doi.org/10.1002/aenm.201301655

    Артикул CAS Google Scholar

  • Li N et al (2016) Изготовление гибкого отдельно стоящего пленочного электрода, состоящего из композита покрытых полипирролом целлюлозных нановолокон / многослойных углеродных нанотрубок для суперконденсаторов. RSC Adv 6: 86744–86751. https://doi.org/10.1039/C6RA19529F

    Артикул CAS Google Scholar

  • Li H et al (2017) Гибкие твердотельные суперконденсаторы на основе упорядоченного массива полианилиновых нанотрубок.Наномасштаб 9: 193–200. https://doi.org/10.1039/C6NR07921K

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Liang G, Zhu L, Xu J, Fang D, Bai Z, Xu W. (2013) Исследования хлопчатобумажных тканей с полипирроловым покрытием, приготовленных из смесей анионных и катионных поверхностно-активных веществ в качестве гибкого электрода. Electrochim Acta 103: 9–14. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.04.065

    Артикул CAS Google Scholar

  • Liu Y, Wang J, Zheng Y, Wang A (2012) Адсорбция метиленового синего волокном капока, обработанным хлоритом натрия, оптимизирована с помощью методологии поверхности отклика.Chem Eng J 184: 248–255. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.01.049

    Артикул CAS Google Scholar

  • Лю Т. и др. (2014) Электроды псевдоконденсатора из полианилина и полипиррола с превосходной стабильностью при циклическом воздействии. Nano Lett 14: 2522–2527. https://doi.org/10.1021/nl500255v

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Liu S, He K, Wu X, Luo X, Li B (2015) Модификация поверхности целлюлозного каркаса полипирролом для изготовления гибкого электрода суперконденсатора с увеличенной емкостью.RSC Adv 5: 87266–87276. https://doi.org/10.1039/C5RA17201B

    Артикул CAS Google Scholar

  • Liu C, Cai Z, Zhao Y, Zhao H, Ge F (2016a) Потенциостатически синтезированные гибкие электроды из полипиррола / многостенных углеродных нанотрубок / хлопчатобумажной ткани для суперконденсаторов. Целлюлоза 23: 637–648. https://doi.org/10.1007/s10570-015-0795-8

    Артикул CAS Google Scholar

  • Liu X, Zhang T, Pang K, Duan Y, Zhang J (2016b) Композитные пленки оксида графена / целлюлозы с улучшенными УФ-защитой и механическими свойствами, приготовленные в водном растворе NaOH / мочевины.RSC Adv 6: 73358–73364. https://doi.org/10.1039/C6RA16535D

    Артикул CAS Google Scholar

  • Liu F, Luo S, Liu D, Chen W, Huang Y, Dong L, Wang L (2017a) Простая обработка отдельно стоящей пленки полианилина / SWCNT в качестве интегрированного электрода для применения в гибких суперконденсаторах. Интерфейсы приложения ACS Mater 9: 33791–33801. https://doi.org/10.1021/acsami.7b08382

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Liu R, Ma L, Huang S, Mei J, Xu J, Yuan G (2017b) Гибкий электрод суперконденсатора из полианилина / графена / бактериальной целлюлозы.New J Chem 41: 857–864. https://doi.org/10.1039/C6NJ03107B

    Артикул CAS Google Scholar

  • Liu Y, Li G, Guo Y, Ying Y, Peng X (2017c) Гибкая иерархическая пористая углеродная пленка без связующих для электродов суперконденсаторов, полученных из MOF / CNT. Интерфейсы приложения ACS Mater 9: 14043–14050. https://doi.org/10.1021/acsami.7b03368

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Лу Х и др. (2012) Нанокомпозит полипиррол / углеродные нанотрубки увеличил электрохимическую емкость гибкой графеновой пленки для суперконденсаторов.J Источники энергии 197: 319–324. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.08.112

    Артикул CAS Google Scholar

  • Lyu S, Chang H, Fu F, Hu L, Huang J, Wang S (2016) Композитные электроды из графена и полипиррола с целлюлозной связью, содержащие проводящие сети, построенные из углеродных волокон в качестве пригодных для носки суперконденсаторов с отличной гибкостью и адаптируемостью. J Источники энергии 327: 438–446. https://doi.org/10.1016 / j.jpowsour.2016.07.091

    Артикул CAS Google Scholar

  • Ma L, Liu R, Niu H, Xing L, Liu L, Huang Y (2016a) Гибкие и отдельно стоящие электроды суперконденсатора на основе углеродных сетей, легированных азотом / графена / бактериальной целлюлозы со сверхвысокой площадной емкостью. Интерфейсы приложения ACS Mater 8: 33608–33618. https://doi.org/10.1021/acsami.6b11034

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Ma L, Liu R, Niu H, Zhao M, Huang Y (2016b) Гибкий и отдельно стоящий электрод на основе полипиррола / графена / бактериальной целлюлозной бумаги для суперконденсатора.Compos Sci Technol 137: 87–93. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2016.10.027

    Артикул CAS Google Scholar

  • Мефтахи А., Хаджави Р., Рашиди А., Рахими М.К., Бахадор А. (2018) Предотвращение разрушения трехмерной сети бактериальной целлюлозы с помощью лимонной кислоты. J. Nanostruct Chem. https://doi.org/10.1007/s40097-018-0275-4

    Артикул Google Scholar

  • Miao F, Shao C, Li X, Wang K, Lu N, Liu Y (2016) Отдельно стоящий иерархически пористый углеродный каркас, декорированный полианилином в качестве электродов без связующего для высокопроизводительных суперконденсаторов.J Источники энергии 329: 516–524. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.08.111

    Артикул CAS Google Scholar

  • Nyström G, Mihranyan A, Razaq A, Lindström T, Nyholm L, Strømme M (2010) Наноцеллюлозный полипиррольный композит на основе микрофибриллированной целлюлозы из дерева. J. Phys Chem B 114: 4178–4182. https://doi.org/10.1021/jp

    2m

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Панг Дж-Х, Лю Х, Ву М, Ву И-И, Чжан Х-М, Сан Р-К (2014) Изготовление и определение характеристик пленок регенерированной целлюлозы с использованием различных ионных жидкостей.Журнал Spectrosc 2014: 8. https://doi.org/10.1155/2014/214057

    Артикул CAS Google Scholar

  • Peng S, Fan L, Wei C, Liu X, Zhang H, Xu W, Xu J (2017) Гибкие нановолоконные композитные мембраны полипиррол / сульфид меди / бактериальная целлюлоза в качестве электродов суперконденсатора. Carbohydr Polym 157: 344–352. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.10.004

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Qi H, Schulz B, Vad T, Liu J, Mäder E, Seide G, Gries T (2015) Новые композитные волокна углеродных нанотрубок / целлюлозы как многофункциональные материалы.Интерфейсы приложения ACS Mater 7: 22404–22412. https://doi.org/10.1021/acsami.5b06229

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Qi X et al (2017) Последние достижения в области гибких и носимых суперконденсаторов. Маленький 13: 1701827. https://doi.org/10.1002/smll.201701827

    Артикул CAS Google Scholar

  • Raghunathan SP, Narayanan S, Poulose AC, Joseph R (2017) Гибкие композитные пленки из регенерированной целлюлозы / полипиррола с улучшенными диэлектрическими свойствами.Carbohydr Polym 157: 1024–1032. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.10.065

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Ramesh S, Haldorai Y, Kim HS, Kim J-H (2017) Нанокристаллический Co 3 O 4 @ гибридный нанокомпозит полипиррол / MWCNT для высокоэффективных электрохимических суперконденсаторов. RSC Adv 7: 36833–36843. https://doi.org/10.1039/C7RA06093A

    Артикул CAS Google Scholar

  • Rui-Hong X, Peng-Gang R, Jian H, Fang R, Lian-Zhen R, Zhen-Feng S (2016) Получение и свойства регенерированного оксидом графена гидрогеля целлюлозы / поливинилового спирта с чувствительностью к pH .Carbohydr Polym 138: 222–228. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.11.042

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Shu K, Chao Y, Chou S, Wang C, Zheng T, Gambhir S, Wallace GG (2018) Стратегия «тандема» для изготовления гибкой пленки из графена / полипиррольного нановолокна с использованием графена, расслоенного поверхностно-активным веществом, для суперконденсаторов. Интерфейсы приложения ACS Mater 10: 22031–22041. https://doi.org/10.1021/acsami.8b03901

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Су И, Житомирский И. (2015) Асимметричный электрохимический суперконденсатор на основе электродов из углеродных нанотрубок, покрытых полипирролом. Appl Energy 153: 48–55. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.12.010

    Артикул CAS Google Scholar

  • Su H et al (2016) Недорогой, высокопроизводительный гибкий асимметричный суперконденсатор на основе модифицированной фильтровальной бумаги и сверхбыстрой технологии упаковки.RSC Adv 6: 83564–83572. https://doi.org/10.1039/C6RA14885A

    Артикул CAS Google Scholar

  • Tang L, Yang Z, Duan F, Chen M (2017) Иерархическая архитектура ультракоротких углеродных нанотрубок / полианилиновых нанокабелей, покрытых графеновыми листами для современных суперконденсаторов. J Mater Sci Mater Electron 28: 15804–15818. https://doi.org/10.1007/s10854-017-7475-4

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wan C, Jiao Y, Li J (2017) Гибкая, высокопроводящая и отдельно стоящая гибридная бумага из восстановленного оксида графена / полипиррола / целлюлозы для электродов суперконденсатора.J Mater Chem A 5: 3819–3831. https://doi.org/10.1039/C6TA04844G

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wang Y, Chang C, Zhang L (2010) Влияние циклов замораживания / оттаивания и нановискеров целлюлозы на структуру и свойства губок из биосовместимого крахмала / ПВС. Macromol Mater Eng 295: 137–145. https://doi.org/10.1002/mame.200

    2

    Артикул CAS Google Scholar

  • Ван И, Ян Х, Цю Л., Ли Д. (2013) Пересмотр емкости полианилина с использованием пленок графенового гидрогеля в качестве подложки: важность нано-архитектуры.Energy Environ Sci 6: 477–481. https://doi.org/10.1039/C2EE24018A

    Артикул CAS Google Scholar

  • Ван Ф., Ким Х.Дж., Парк С., Ки С.Д., Ким С.Дж., Ой И.К. (2016) Гибкий и гибкий суперконденсатор на основе композитной сети ядро-оболочка из бактериальной целлюлозы с полипирроловым покрытием. Compos Sci Technol 128: 33–40. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2016.03.012

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wei H, Zhu J, Wu S, Wei S, Guo Z (2013) Электрохромные нанокомпозиты полианилин / оксид графита с устойчивым электрохимическим накоплением энергии.Полимер 54: 1820–1831. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2013.01.051

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wei H, Wei S, Tian W, Zhu D, Liu Y, Yuan L, Li X (2014) Изготовление отдельно стоящей гибридной углеродной пленки с контролируемой толщиной сэндвич-структуры для высокопроизводительных и мощных суперконденсаторов. Научный журнал 4: 7050. https://doi.org/10.1038/srep07050

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Wu X, Lian M (2017) Очень гибкий твердотельный суперконденсатор на основе гидрогеля графена / полипиррола.J Источники энергии 362: 184–191. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.07.042

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wu W, Yang L, Chen S, Shao Y, Jing L, Zhao G, Wei H (2015) Наносферические композиты полипиррол / оксид графена ядро-оболочка для высокоэффективных суперконденсаторов. RSC Adv 5: 91645–91653. https://doi.org/10.1039/C5RA17036B

    Артикул CAS Google Scholar

  • Wu X et al (2018) Иерархический однонаправленный композит графен-аэрогель / полианилин для высокопроизводительных суперконденсаторов.J Источники энергии 397: 189–195. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.07.031

    Артикул CAS Google Scholar

  • Xiao X et al (2014) Отдельно стоящий функционализированный электрод на основе углеродных нанотрубок для твердотельных асимметричных суперконденсаторов. Нано-энергия 6: 1–9. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2014.02.014

    Артикул CAS Google Scholar

  • Xu J et al (2015) Тканевые электроды, покрытые полипирролом / восстановленным оксидом графена, для применения в суперконденсаторах.Org Electron 24: 153–159. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2015.05.037

    Артикул CAS Google Scholar

  • Xu L, Jia M, Li Y, Zhang S, Jin X (2017) Разработка и синтез гибких электродов суперконденсатора графен / активированный уголь / полипиррол. RSC Adv 7: 31342–31351. https://doi.org/10.1039/C7RA04566B

    Артикул CAS Google Scholar

  • Yang C, Shen J, Wang C, Fei H, Bao H, Wang G (2014) Полностью твердотельный асимметричный суперконденсатор на основе восстановленного оксида графена / углеродных нанотрубок и электродов из углеродного волокна / полипиррола.J Mater Chem A 2: 1458–1464. https://doi.org/10.1039/C3TA13953K

    Артикул CAS Google Scholar

  • Yesi Y, Shown I, Ganguly A, Ngo TT, Chen LC, Chen KH (2016) Прямо выращенные иерархические углеродные нанотрубки с гибридным ядром и оболочкой полипиррола для высокопроизводительных гибких суперконденсаторов. Chemsuschem 9: 370–378. https://doi.org/10.1002/cssc.201501495

    Артикул CAS PubMed Google Scholar

  • Yuan L, Yao B, Hu B, Huo K, Chen W, Zhou J (2013) Бумага с полипирроловым покрытием для гибкого твердотельного накопления энергии.Energy Environ Sci 6: 470–476. https://doi.org/10.1039/C2EE23977A

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zhang H, Wang ZG, Zhang ZN, Wu J, Zhang J, He JS (2007) Композитные волокна из регенерированной целлюлозы / многослойных углеродных нанотрубок с улучшенными механическими свойствами, приготовленные с использованием ионной жидкости 1-аллил-3- метилимидазолия хлорид. Adv Mater 19: 698–704. https://doi.org/10.1002/adma.200600442

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zhang B et al (2011) Простой синтез композитов полипиррол / углеродные нанотрубки с ультратонкими, однородными и регулируемыми по толщине полипиррольными оболочками.Nanoscale Res Lett 6: 431. https://doi.org/10.1186/1556-276X-6-431

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • Zhang L, Yu X, Zhu P, Zhou F, Li G, Sun R, Wong C-P (2018) Лабораторная фильтровальная бумага в качестве материала подложки для гибких суперконденсаторов. Sustain Energy Fuels 2: 147–154. https://doi.org/10.1039/C7SE00411G

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zhao C, Shu K, Wang C, Gambhir S, Wallace GG (2015a) Электроды из растяжимой ткани с покрытием из восстановленного оксида графена и полипиррола / восстановленного оксида графена для применения в суперконденсаторах.Electrochim Acta 172: 12–19. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.05.019

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zhao Y, Zhang Z, Ren Y, Ran W, Chen X, Wu J, Gao F (2015b) Полимеризация анилина из паровой фазы на трехмерный иерархический пористый углерод с повышенной стабильностью циклирования в качестве электрода суперконденсатора. J Источники энергии 286: 1–9. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.03.141

    Артикул CAS Google Scholar

  • Чжао Дж и др. (2016) Простой синтез полипиррольных нанопроволок для материалов электродов высокоэффективных суперконденсаторов.Prog Nat Sci Mater Int 26: 237–242. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2016.05.015

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zheng Y, Wang A (2014) Волокно Капока: структура и свойства. В: Hakeem KR, Jawaid M, Rashid U (eds) Биомасса и биоэнергетика: обработка и свойства. Спрингер, Чам, стр. 101–110. https://doi.org/10.1007/978-3-319-07641-6_6

    Google Scholar

  • Zhu C et al (2016a) Регенерированные волокна целлюлозы с высоким модулем упругости, полученные из раствора микрокристаллической целлюлозы с низким молекулярным весом.ACS Sustain Chem Eng 4: 4545–4553. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b00555

    Артикул CAS Google Scholar

  • Zhu M et al (2016b) Очень гибкий, отдельно стоящий электрод суперконденсатора с улучшенными характеристиками, полученными путем гибридизации полипиррольных цепей с MXene. Adv Energy Mater 6: 1600969. https://doi.org/10.1002/aenm.201600969

    Артикул CAS Google Scholar

  • Электродный материал на основе бактериальной целлюлозы для суперконденсаторов

    [1] Мерле С., Ротенберг Б., Мэдден П. А., Таберна П., Саймон П., Гогоци И., Саланн М.Nat. Матер., 2012, 11 (4): 306.
    [2] Сюй Б, Хоу С., Цао Г, Ву Ф, Ян Й. Дж. Матер. Chem., 2012, 22 (36): 19088.
    [3] Shi S, Zhuang X, Cheng B, Wang X. J. Mater. Chem. А, 2013, 1 (44): 13779.
    [4] 周永宁 (Zhou Y N), 傅正文 (Fu Z W). (Prog. Chem.), 2011, 23 (2/3): 336.
    [5] Ли З, Ван Л., Хуа Дж, Цзя С., Чжан Дж, Лю Х. Углеводы. Полим., 2015, 120: 115.
    [6] Cavka A, Guo X, Tang S, Winestrand S, Jonsson LJ, Hong F. Biotechnol. Биотопливо, 2013, 6 (1): 1.
    [7] Лин Д., Лопес-Санчес П., Ли Р., Ли З.Биоресурсные технологии, 2014, 151С (1): 113.
    [8] Дуарте Э.Б, Дас Шагас Б.С., Андраде Ф. К., Бриджида А. И. С, Борхес М. Ф., Мунис С. Р., Соуза Филхо М. Д. С. М., Мораис Дж. П. С., Фейтоса Дж. П. А., Роза М. Ф. Целлюлоза, 2015, 22 (5): 3177.
    [9] Ли И, Ван С., Хуанг Р., Хуанг З., Ху Б., Чжэн В., Ян Дж., Цзян Х. Биомакромолекулы, 2015, 16 (3): 780.
    [10] Тази Н., Чжан З., Мессаддек Й., Алмейда-Лопес Л., Занарди Л. М., Левинсон Д., Руабиа М. Amb Express, 2012 г., 2 (1): 1.
    [11] Гадим Т.Д., Фигейредо А.Г.П., Росеро-Наварро Н.С., Вилела С., Гамелас Дж.А.Ф., Баррос-Тиммонс А., Паскоаль Нето С., Сильвестр А.Д., Фрейре С. Р., Фигейредо Ф. М. Л.ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2014, 6 (10): 7864.
    [12] Чен Ц, Ю Й, Ли К., Чжао М., Лю Л., Ян Дж, Лю Дж, Сунь Д. Целлюлоза, 2015, 22 (6): 3929.
    [13] Юань Д., Хуан Х, Янь Дж, Ю В, Мэн Х, Ронг Дж. Науки. Adv. Матер., 2013, 5 (11): 1694.
    [14] Кабураги Ю., Охояма М., Ямагути Ю., Синдо Э, Ёсида А., Ивашита Н., Йошизава Н., Кодама М. Карбон, 2012, 50 (12): 4757.
    [15] Фарджана С., Тоомадж Ф, Лундгрен П., Санс-Веласко А., Набока О., Энокссон П. Дж. Сенс, 2013, 2013 (1): 77.
    [16] Юн С. Х., Джин Х. Дж., Кук М. К., Пьюн Ю. Р. Биомакромолекулы, 2006, 7 (4): 1280.
    [17] Янь З., Чен С., Ван Х, Ван Б., Цзян Дж. Карбогид. Полим., 2008, 74 (3): 659.
    [18] Янь З., Чен С., Ван Х, Ван Б., Ван С., Цзян Дж. Карбогид. Рес., 2008, 343 (1): 73.
    [19] Чен X, Юань Ф, Чжан Х, Хуан И, Ян Дж, Сунь Д. Дж. Матер. Физ.-мат. Науки, 2016, 51 (12): 5573.
    [20] Кан И Дж., Чун С., Ли С., Ким Б., Ким Дж. Х., Чунг Х, Ли С., Ким В. ACS Nano, 2012, 6 (7): 6400.
    [21] Кизилтас Э. Э., Кизилтас Э., Родос К., Эманетоглу Н. В., Блюментритт М., Гарднер Д. Дж.Углеводы. Полим., 2016, 136: 1144.
    [22] Сюй Б, Юэ С, Суй З, Чжан Х, Хоу С, Цао Г, Ян Ю. Энерг. Environ. Наук, 2011, 4 (8): 2826.
    [23] Луо Х, Сюн Г, Ян З., Раман С. Р., Си Х, Ван Я. RSC Adv., 2014, 4 (28): 14369.
    [24] Фэн Й, Чжан Х, Шен Й, Йошино К., Фэн В. Углевод. Полим., 2012, 87 (1): 644.
    [25] Лян Х., Гуань Ц., Чжу-Чжу, Сун Л., Яо Х., Лей Х, Ю. С. NPG Asia Mater., 2012, 4 (6): 1.
    [26] Биспо-Фонсека И., Аггар Дж., Саррацин К., Симон П., Фоварк Дж. Ф.J. Источники энергии, 1999, 79 (2): 238.
    [27] Паракнович Дж. П., Томас А. Энергия. Environ. Физ.-мат. Науки, 2013, 6 (10): 2839.
    [28] Лю X, Ю М, Ван Г, Чжай Т., Се С, Лин И, Тонг И, Ли Ю. Adv. Материалы, 2013, 25 (2): 267.
    [29] Лю С., Янь В., Цао Х, Чжоу З., Ян Р. Инт. J. Hydrogen Energ., 2016, 41 (11): 5351.
    [30] Miyajima N, Jinguji K, Matsumura T., Matsubara T., Sakane H, Akatsu T, Tanaike O.J. Phys. Chem. Твердые тела, 2016, 91: 122.
    [31] Лай Ф, Мяо И, Хуан И, Чжан И, Лю Т.ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2016, 8 (6): 3558.
    [32] Ву З, Рен В., Ван Д., Ли Ф, Лю Б., Ченг Х. ACS Nano, 2010, 4 (10): 5835.
    [33] Дай Ц., Чиен П, Лин Дж., Чжоу С., Ву В., Ли П, Ву К., Лин Т. Приложение ACS. Матер. Интерфейсы, 2013, 5 (22): 12168.
    [34] Chen L, Huang Z, Liang H, Guan Q, Yu S. Adv. Материалы, 2013, 25 (34): 4746.
    [35] Ван Б., Ли Х Х, Ло Б, Ян Дж. Х, Ван Х Дж, Сон К., Чен С. И, Чжи Л. Дж. Смолл, 2013, 9 (14): 2399.
    [36] Чжу Т, У Х Б, Ван И, Сюй Р, Лу Х У Д.Adv. Энергетические материалы, 2012, 2 (12): 1497.
    [37] Ю В, Лин В, Шао Х, Ху З, Ли Р., Юань Д. Дж. Источники энергии, 2014, 272: 137.
    [38] Wang H, Zhu E, Yang J, Zhou P, Sun D, ​​Tang W. J. Phys. Chem. С., 2012, 116 (24): 13013.
    [39] Ван Х, Бянь Л., Чжоу П., Тан Дж., Тан В. Дж. Матер. Chem. А, 2013, 1 (3): 578.
    [40] Ли С., Хуан Д., Чжан Б., Сюй Х, Ван М., Ян Г, Шэнь Ю. Adv. Энергетические материалы, 2014, 4 (10): 867.
    [41] Ли С., Хуан Д., Ян Дж, Чжан Б., Чжан Х, Ян Г, Ван М., Шэнь Ю.Наноэнергетика, 2014, 9: 309.
    [42] Лю И, Чжоу Дж, Тан Дж, Тан В. Chem. Матер., 2015, 27 (20): 7034.
    [43] Лонг Си, Ци Ди, Вэй Т., Ян Дж., Цзян Л., Фань З. Adv. Funct. Материалы, 2014, 24 (25): 3953.
    [44] Паракнович Дж. П., Томас А. Энергия. Environ. Физ.-мат. Науки, 2013, 6 (10): 2839.
    [45] Ян С., Чжи Л., Тан К., Фэн Х, Майер Дж., Мюллен К. Adv. Funct. Материалы, 2012, 22 (17): 3634.
    [46] Лян Дж., Цзяо Ю., Яронец М., Цяо С. З. Ангью. Chem. Int. Ред., 2012, 51 (46): 11496.
    [47] Wu Z, Winter A, Chen L, Sun Y, Turchanin A, Feng X, Muellen K. Adv. Материалы, 2012, 24 (37): 5130.
    [48] ​​Сюй Б, Дуань Х, Чу М., Цао Г, Ян Ю. Дж. Матер. Chem. А, 2013, 1 (14): 4565.
    [49] Чжон Х. М., Ли Дж. У., Шин В. Х., Чой Й. Дж., Шин Х. Дж., Кан Дж. К., Чой Дж. В. Нано Lett., 2011, 11 (6): 2472.
    [50] Чен Л., Чжан Х, Лян Х, Конг М., Гуань Ц., Чен П., Ву З., Ю. С. ACS Nano, 2012, 6 (8): 7092.
    [51] Чен Л., Хуанг З., Лян Х., Яо В., Ю З., Ю. С. Энергия. Environ.Наук, 2013, 6 (11): 3331.
    [52] Чжао X, Чжан Ц., Чжан Б., Чен С. М., Ван А. Ц., Чжан Т., Су Д. С. Дж. Матер. Chem, 2012, 22 (11): 4963.
    [53] Чен Л. Ф., Хуан З. Х., Лян Х. В., Гао Х. Л., Ю С. Х. Адв. Funct. Материалы, 2014, 24 (32): 5104.
    [54] Ху З, Ли С., Ченг П., Ю В, Ли Р., Шао Х, Лин В., Юань Д. Дж. Матер. Физ.-мат. Науки, 2016, 51 (5): 2627.

    Печатные оптически прозрачные электроды из графен-целлюлозы

    Аннотация

    Оптически прозрачные электроды являются ключевым компонентом в различных продуктах, включая биоэлектронику, сенсорные экраны, гибкие дисплеи, окна с низким коэффициентом излучения и фотоэлектрические элементы.Хотя в этих электродных устройствах часто используются пленки оксида индия-олова (ITO) с высокой проводимостью, сырье очень дорогое, а электроды часто ломаются при механическом воздействии. В этой статье описывается альтернативный недорогой материал для струйной печати прозрачных электродов на стеклянных и гибких полимерных подложках. Чернила на водной основе созданы с использованием гидрофильного производного целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы (CMC), чтобы помочь суспендировать естественно гидрофобные графеновые (G) листы в растворителе, состоящем из 70% деионизированной воды и 30% 2-бутоксиэтанола.Цепь CMC имеет гидрофобные и гидрофильные функциональные центры, которые позволяют адсорбироваться на листах G и, следовательно, позволяют стабилизировать графен в воде за счет электростатических и стерических сил. После нанесения на функционализированную подложку электропроводность напечатанных пленок можно «настроить» путем разложения стабилизатора целлюлозы с использованием термического восстановления. Весь электрод может быть термически восстановлен в печи, а части электрода термически модифицированы с использованием процесса лазерного отжига.Термический процесс может снизить поверхностное сопротивление пленок G-CMC до <100 Ом / кв. Экспериментальные исследования показывают, что оптическое пропускание и сопротивление листа проводящего электрода G-CMC зависят от толщины пленки (т.е. наложенных друг на друга напечатанных слоев). Печатные электроды также были легированы AuCl 3 для увеличения электропроводности без значительного увеличения толщины пленки и, таким образом, для поддержания высокой оптической прозрачности.

    © (2016) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE).Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.

    Покрытые электроды для сварки углеродистой стали

    Ручная сварка Электроды с покрытием для SMAW углеродистой стали в соответствии с AWS A5.1
    Процессы дуговой сварки - SMAW
    Классификация Покрытие Сварной шов
    Положение
    Текущий Характеристики, применение
    E6010 Высокоцеллюлоза
    натрия
    F, V,
    O, H
    dcep Электрод общего назначения для соединения углеродистой стали.Мощная дуга с глубоким проникновением. Тонкий шлак. Мы во всех позициях, одно- и многопроходные, листовые и трубные, оцинкованные и легированные стали. Суда, мосты, здания, трубопроводы, резервуары, арматура для сосудов высокого давления.
    E6011 Высокоцеллюлоза
    Калий
    F, V,
    O, H
    ac, dcep Аналогичен E6010, но для использования с переменным током. Dcep снижает проникновение.
    E6012 с высоким содержанием диоксида титана
    натрия
    F, V,
    O, H
    ac, dcen Плотный шлак, покрывающий валик, малопроницаемая дуга.Используйте для перекрытия стыков с плохой подгонкой. Филе имеют гладкую выпуклую грань. Хорошо работает при токе выше, чем E6010 / E6011.
    E6013 с высоким содержанием диоксида титана
    калий
    F, V,
    O, H
    ac, dcen,
    dcep
    Аналогично E6012; более тихая дуга, более гладкий валик, более чистый металл шва, меньше включений. Характеристики зависят от поставщика. Работайте с меньшим током, чем у E6012.
    E6022 Высокий оксид железа Ф ac, dcep,
    dcen
    Используется для однопроходной сильноточной высокоскоростной сварки канавок в плоских горизонтальных соединениях внахлест и угловых швов листового металла.
    E6027 Высокий оксид железа,
    Железный порошок
    H-образное скругление,
    F
    ac, dcep Для угловых сварных швов, плоское положение, тяжелый шлак, хорошее сплавление боковых стенок. Используйте при высоких токах на толстой пластине.
    E7014 Железный порошок, диоксид титана
    F, V,
    O, H
    ac, dcep Железный порошок увеличивает скорость и эффективность наплавки. Используется при высоких значениях тока для углеродистых и низколегированных сталей.Дуга с низкой проникающей способностью, используется для устранения плохой посадки. Бусина гладкая, мелкая, рифленая, галтели выпуклые.
    E7018,
    7018-1
    7018R
    7018-1R
    7018h26, H8, h5
    с низким содержанием водорода
    калий,
    железный порошок
    F, V,
    O, H
    ac, dcep Добавление железного порошка увеличивает скорость наплавки. Используется для обработки углеродистой, высокоуглеродистой и низколегированной стали. Гладкая дуга, малое разбрызгивание. Плоские и горизонтальные швы имеют мелкую волнистость. Выпуклый.

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    ×