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第二分会场:原位电子显微学表征分会场侧记
2017-11-03



        燕山大学黄建宇教授的报告题目是:Application ofin-situ electron microscopy in nanoscience and energy research。黄建宇教授介绍了利用原位样品杆进行的若干实验,首先提到的近年来观察到的碳纳米管在通电条件下发生的逐层脱落、颈缩等现象。随后他介绍了在原位样品杆中模拟硅纳米线作为锂离子电池阴极在使用条件下发生锂化伴随的体积变化、表面镀碳对膨胀现象的抑制。最后还展望了锂-空气电池、CO2环境下的陶瓷-纳米线通电焊接等新颖的未来实验方向。

        上海交通大学邬建波研究员的报告题目是:面向燃料电池的铂基催化材料的生长和腐蚀行为的原位研究。燃料电池在实际应用过程中的催化剂的表面铂层不良覆盖、团聚与催化剂的腐蚀损耗是限制其发展的重要原因。邬建波利用原位电镜技术的探索实验提出了使铂原子先以岛状生长再扩散成膜的技术与条件。通过原位TEM精确地观察到腐蚀速率、腐蚀起始位置与最终腐蚀程度随纳米颗粒形貌、缺陷等的改变,对燃料电池的催化剂研制有很重要的指导意义。

        南方科技大学谷猛副教授报告题目是:原位透射电镜在能源存储材料中的应用。锂电池在使用过程中的容量下降的一个重要原因是电极材料在充放电过程中被锂离子破坏掉,同传统的石墨电极相比,硅电极的电池容量为石墨电极的十倍,但导电性不足以及充放电明显的体积变化限制着硅电极的应用。谷猛革新性地通过将硅纳米颗粒与石墨外壳制备成蛋黄-蛋壳结构能够成功解决上述两个问题,并通过实验探寻了硅颗粒与石墨外壳的最佳直径比例。除此之外还简要介绍了利用原位TEM对全固态电池、全浸润纳米线电极电池进行的微观动态研究。

        荷兰Dens solution公司徐强博士的报告题目是:In situ TEM: why/how/what。为了能够尽量还原试验中人造环境的真实性,Dens solution公司提供了一系列的原位解决方案。徐强介绍,通过热-电、气-热、液-电等一系列具有高控制/测量精度的MEMS一体芯片即可在TEM中对样品施加高温、高电场、流动液体、大气压级别的气氛等一系列模拟工业生产实际情况的环境,为一系列化学、物理研究提供了技术支持。通过模块化设计,任何与化学药品发生接触的元件能够轻易轻易更换,大大提高了产品可靠性。

        武汉大学刘辉辉博士的报告题目是:氧化铜纳米电极的原位离子输运表征。地壳中锂资源的分布不均且储量有限,刘辉辉提出钠离子电池就可以是锂离子电池的理想替代品。该研究表明,氧化铜纳米线在通电过程中的伸长现象被表面喷碳或者喷金成功抑制,同时喷碳与喷金还能有效提高氧化铜电极的导电性。与单一氧化铜需要多个反应阶段才能钠化/脱钠相比,氧化铜-碳/金复合材料仅需一个反应过程即可钠化,且极大提高了循环可逆性。


        瑞典斯德哥尔摩大学邹晓东教授的报告题目是:Automatedelectron diffraction techniques for phase analysis and structure determination。邹晓东教授介绍了自动电子衍射技术在材料结构和相分析中的应用。衍射作为透射电子显微学重要组成部分在材料分析中有着强大的作用。邹教授详细阐释了研究团队发展的一系列先进电子衍射技术,包括旋转电子衍射、连续旋转电子衍射和系列电子衍射技术,以及这几项技术在材料结构分析和物相分析中的应用。

        中国科学院金属研究所张炳森研究员的报告题目是:原位/准原位研究纳米催化剂粒子微结构。纳米催化是一项涉及多尺度的研究,反应前、中、后催化剂和载体不断变化,需要原位/准原位手段来捕捉变化信息,揭示原理,进而进行性能调控。张炳森研究员构建了研究纳米催化的实验平台,在原位/准原位外场下研究了金属-载体催化剂的热稳定性和气体气氛下纳米催化剂的结构演变过程。

        北京工业大学闫鹏飞教授的报告题目是:原位电化学电镜技术在锂电池研究中的应用。闫鹏飞教授介绍了应用原位电化学技术研究锂氧电池循环稳定性的工作。用水热法制备了NiCoO4催化剂,后位方法测试发现其稳定性良好,但无法观察到这种金属纳米颗粒,进而无法深入解释这一结果。应用原位TEM技术,包括电子衍射、高分辨成像和能谱分析,闫教授实时观察了锂氧电池的充放电过程,完美揭示了反应过程和结构变化。

        苏州德瑞特成像技术有限公司高能越博士的报告题目:Latestadvancement of time-resolved TEM & 4D-STEM。高能越博士介绍了时间分辨透射电子显微镜和4D扫描透射电镜技术的最新发展。通过高速相机、电子导流器和偏转器的组合应用,实现了透射电镜相机时间分辨率从ms到μs,再到ns、ps的飞跃。

        清华大学/中国科学院物理研究所张庆华博士的报告题目是:电场下离子迁移的原子尺度研究。张庆华博士首先介绍了结合原位芯片和FIB制样技术制备了高质量的SrCoO2.5样品,获得了原子尺度分辨率的成像。进而研究了SrCoO2.5在电场作用下氧空位的迁移过程,发现氧空位首先在SrO面内隔层产生,在一定阈值电压下发生相变,并给出了氧空位迁移的过程。

        浙江大学电子显微镜中心金彪博士的报告题目是:Quantitativeinvestigation of the growth dynamics of Palladium fractal nanocrystals by insitu liquid-cell transmission electron microscopy。金彪博士介绍了应用原位液体池透射电镜技术对钯纳米晶的生长机制进行定量研究。从电子束曝光和过饱和度两方面的影响入手,发现随曝光和浓度的增加,Pd纳米晶的生长从岛状向枝晶状转变。


        西安交通大学付琴琴副教授的报告题目:原位纳米力学在管线钢微观组织性能研究中的初探。管线钢应用中对强度和应变能力有很高的要求。目前研究中对组织和力学行为之间的关系理解不足。付琴琴副教授通过加工单相组织进行原位扫描电镜压缩实验,获得双相高应变管线钢中贝氏体、铁素体单相组织的压缩应力应变曲线,从而模拟铁素体-贝氏体双相管线钢在高应变情况下的变形行为。

        上海交通大学刘攀研究员的报告题目是:扫描透射电镜原位表征液态锂氧气电池阴极反应。Li-O2电池具有理论能量密度超高、价格低廉的优势。但目前研究指出,Li-O2电池反应产物为固态,导致充电过电势高,库伦效率低。刘攀研究员通过引入可溶性氧化还原反应媒介,提升Li-O2电池的能量转换效率。应用原位原子分辨透射电镜技术,对液体Li-O2电池进行可逆充放电实验观测产物和媒介的形成及分解,为理解Li-O2电池电化学基本原理,开发高比能量和高循环寿命电池提供实验和理论依据。


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