Металлические электроды: METTLER TOLEDO Весы для лаборатории, производства и торговли

alexxlab | 01.01.2023 | 0 | Разное

Содержание

Виды сварочных электродов

Качество сварочного шва на металлическом изделии во многом зависит от того, насколько правильно были подобраны электроды, которые представляют собой небольшие отрезки специальной сварочной проволоки, покрытой специальным защитным слоем. Сама проволока и покрытие могут изготавливаться из различных материалов, которые лучше будут подходить для сварки тех или иных видов металлов. Некогда применялись металлические непокрытые электроды, которые сегодня превратились в сварочную проволоку, которая используется в полуавтоматах при сварке в защитных газах.

Существует также и другой вид электродов, состоящих из неметаллических элементов. За основу их изготовления берется аморфный уголь (электротехнический). Для того чтобы правильно подобрать электрод для сварки или резки металла, необходимо разобраться в их видах.

Основная классификация сварочных электродов

В зависимости от того, какие элементы входят в состав стержней, они делятся на две больших группы:

  • Неметаллические
  • Металлические  

К первой группе относятся графитовые и угольные электроды, которые не имеют металлического стержня. Они прекрасно подходят для сварки, резки, наплавки металла, так как обладают хорошей проводимостью тока и высокой температурой плавления. Они являются неплавящимися и используются для сварки с применением присадочного материала. Он может подаваться на дугу непосредственно в процессе сварки, а может укладываться на свариваемую область заранее. Их преимущества заключаются в следующем:

  • Возможность многократного использования
  • Не возникает прилипания электрода к поверхности металла

Металлические электроды, в свою очередь, состоят из различных металлов и их сплавов. Такие электроды имеют специальные покрытия, которые обеспечивают не только высокое качество шва, но и улучшают его эксплуатационные свойства, а также препятствуют атмосферным воздействиям на сварочную ванну. В состав газообразующего покрытия электрода может входить магнезит, крахмал, пиролюзит, ферромарганец и некоторые другие компоненты.

Важно отметить, что металлические электроды могут быть плавящимися и неплавящимися, что влияет на способы и сферу их использования. В зависимости от того, из какого металла изготавливается электрод, определяется и область его применения.

Неплавящиеся  и плавящиеся металлические электроды

Неплавящиеся  стержни для сварочных аппаратов имеют высокую температуру плавления и используются обычно в среде защитных газов. К ним относятся вольфрамовые электроды с добавлением тория, церия, лантана, иттрия, что улучшает свойства сварки и качество результата. Что касается плавящихся электродов, то их стержни могут изготавливаться из таких металлов, как чугун, медь, алюминий, сталь, бронза, а также сплавы этих металлов в определенных соотношениях.

Критерии выбора электродов

Для настоящего профессионала выбор электрода будет складываться из таких критериев, как коэффициент шлакообразования, необходимая эксплуатационная прочность шва, соответствие электрода роду тока, применяемого для сварки, возможность сварки конкретным электродом в различных положениях, а также некоторые дополнительные параметры, такие как обеспечение для швов антикоррозионных свойств. И это далеко не полный список критериев, на которые обращает внимание опытный специалист. Для бытового же разового использования в выборе электродов лучше положиться на советы компетентных консультантов, которые помогут подобрать оптимальный вид электродов в соответствии с применяемым оборудованием и конкретными задачами, которые требуется решить. Тип требуемого электрода, его толщина, состав стержня и покрытия напрямую зависят от того, какие задачи предстоит решать. Специалисты компании “Сварби” готовы предоставить профессионалам полную техническую информацию по всему широкому ассортименту электродов, а также помогут определиться с выбором тем, кто покупает электроды для бытового использования. Дополнительно вы сможете приобрести любое необходимое оборудование и расходные материалы.

Вернуться к списку

Классификация электродов (1,2 рода). Металлические электроды. Газовые электроды

Классификация электродов  (1,2 рода). Металлические электроды. Газовые электроды: водородный, кислородный. Зависимость потенциалов водородного и кислородного электродов от рН.

Система металл, погруженный в раствор электролита, называется электродом.

Электроды подразделяются на обратимые и необратимые. Если изменить направление электрического тока во внешней цепи на противоположное, то на обратимом электроде протекает тот же самый процесс в обратном направлении, а на необратимом – другой процесс.

Серебряная пластинка, находящаяся в растворе нитрата серебра, представляет собой обратимый электрод. Электродный процесс Аg+ +е DАg

Протекает в прямом и обратном направлениях.

Серебряная пластинка, находящаяся в растворе кислоты, служит примером необратимого электрода. В зависимости от направления тока во внешней цепи на электроде происходит восстановление катионов водорода 2Н+ + 2е ® Н2#

Или окисление атомов серебра Аg ® Аg+ +е.

В зависимости от свойств веществ и заряженных частиц, участвующих в электрохимических процессах, и характера равновесия обратимые электроды классифицируют на электроды первого  второго рода, окислительно-восстановительные и ионообменные.

Электрод первого рода представляет пластинку, изготовленную из простого вещества (металла или полупроводника) и погруженную в раствор, содержащий его ионы.

В качестве примера можно привести серебряный и селеновый электроды.

Аg +  | Аg  : Sе2- |  Sе 

Для их электродных процессов характерно участие только одного вида ионов:

Аg + + е D Аg

Sе + 2е  D Sе2-

Электроды второго рода представляют собой металл, покрытый  слоем его малорастворимого соединения (соли, оксиды, гидроксиды) и погруженный в раствор, содержащий анионы, одноименные с анионами труднорастворимого соединения. Условная запись электрода второго рода АZ– | МА, М. в качестве примера можно привести хлоридсеребряный  Сl | Аg Сl, Аg

 процесс протекающий на электроде Аg Сlт + е D Аgт + Сl–р.

В электродах второго рода окисленной формой является  малорастворимое соединение (МА), восстановленной – атом металла (М)  и анион раствора (АZ–).

Среди электродов первого рода в отдельную группу выделяют газовые электроды, к которым относятся водородный, кислородный электроды и др. водородный электрод обратим относительно катиона, кислородный относительно аниона. Все газовые электроды конструктивно устроены одинаково. Они представляют собой инертный металл (Рt) с развитой поверхностью, хорошо проводящей электрический ток и обладающий  каталитическими свойствами по отношению к электродному процессу. Платиновая пластинка электролитически покрывается слоем мелкодисперсной платины с целью увеличения адсорбции газа поверхностью металла. Платина одновременно контактирует с газом и раствором, содержащим соответствующие ионы. В стандартном кислородном электроде платиновая пластинка погружена в раствор щелочи (NаОН, КОН), с активностью гидроксид ионов равной 1 моль/л. Давление чистого кислорода (или его парциальное давление в смеси газов над раствором) составляет 101,3 кПа.

В щелочной среде кислородному электроду Н20, ОН– | О2 Рt соответствует уравнение

электродного процесса  О2 г + 2Н2О р + 4е D 4ОН–р

схема кислородного электрода в кислотной среде Н2О, Н+ | О2 Рt

схема водородного электрода в щелочной и нейтральной средах: Н2О, ОН– | Н2, Рt

уравнения электродных процессов: 2Н2Ор+ 2е D Н2 г + 2ОН– р

                                                          О2 г + 4Н+р +4е D 2Н2Ор

Зависимость электродного потенциала водородного электрода от  рН

j Н+/Н2  = – 0,059 рН – 0,0295 lg рН2  при рН2 =1 j Н+/Н2  = – 0,059 рН

Обратите внимание на лекцию “4 Стационарные задачи квантовой механики”.

 (для чистой воды рН = 7 электродный потенциал равен -0,414В)

Зависимость электродного потенциала кислородного электрода от  рН

jО2,Н2О/ОН- = 1,229 – 0,059 рН + 0,0147 lg рО2   при  рО2 = 1 

jО2,Н2О/ОН- = 1,229 – 0,059 рН

Анализируя уравнение электродного потенциала для водородного электрода, можно сделать вывод, что потенциал водородного электрода линейно увеличивается с уменьшением водородного показателя рН (ростом кислотности) среды и уменьшением парциального давления газообразного водорода над раствором.

Потенциал кислородного электрода линейно увеличивается с уменьшением рН раствора и увеличением парциального давления газообразного кислорода над ним.

Полутвердые электроды из щелочных металлов, обеспечивающие высокую плотность критического тока в батареях с твердым электролитом

  • Артикул
  • Опубликовано:
  • Ричард Ж.-Ю. Парк 1 ,
  • Кристофер М. Эшлер ORCID: orcid.org/0000-0002-9480-9358 1 ,
  • Коул Д. Финчер 1,2 ,
  • Андрес Ф. Бадель ORCID: orcid.org/0000-0002-0958-8969 1 ,
  • Пинвен Гуан 3 ,
  • Мэтт Фарр ORCID: orcid.org/0000-0001-8738-5393 2 ,
  • Брайан В. Шелдон ORCID: orcid.org/0000-0002-9593-891X 4 ,
  • В. Крейг Картер ORCID: orcid.org/0000-0001-7564-7173 1 ,
  • Венкатасубраманиан Вишванатан ORCID: orcid.org/0000-0003-1060-5495 3 и
  • …
  • Еще-Минг Чан ORCID: orcid.org/0000-0002-0833-7674 1  

Энергия природы том 6 , страницы 314–322 (2021)Процитировать эту статью

  • 8828 доступов

  • 39 цитирований

  • 103 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Предметы

  • Хранение энергии
  • Материалы для энергетики и катализа
  • Возобновляемая энергия

Abstract

Потребность в перезаряжаемых батареях с более высокой плотностью энергии вызвала интерес к электродам из щелочных металлов в сочетании с твердыми электролитами. Однако проникновение металла и разрушение электролита при низких плотностях тока стали основными препятствиями. Здесь мы показываем, что для чистых металлов в системе Li–Na–K плотность критического тока обратно пропорциональна сопротивлению механической деформации. Кроме того, мы демонстрируем две архитектуры электродов, в которых наличие жидкой фазы обеспечивает высокую плотность тока, сохраняя при этом сохранение формы и преимущества твердотельных электродов. Во-первых, двухфазные сплавы Na–K показывают K + плотности критического тока (с электролитом K-β″-Al 2 O 3 ), превышающие 15 мА см ‒2 . Во-вторых, введение смачивающей межфазной пленки жидкости Na–K между металлическим Li и твердым электролитом Li 6,75 La 3 Zr 1,75 Ta 0,25 O 12 удваивает критическую плотность тока и допускает циклирование при поверхностных емкостях, которые превышать 3,5 мАч см ‒2 . Эти подходы к проектированию обещают преодолеть проблемы электрохимомеханической стабильности, которые до сих пор ограничивали производительность твердотельных металлических батарей.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

  • Высокие критические токи для проникновения дендритов и образования пустот в твердотельных батареях с металлическим калиевым анодом

    • Доминик Спенсер Джолли
    • , Иоганн Перера
    •  … Питер Г. Брюс

    Журнал твердотельной электрохимии Открытый доступ 30 июня 2022 г.

Опции доступа

Подпишитесь на журнал

Получите полный доступ к журналу на 1 год

118,99 €

всего 9,92 € за номер

Подпишитесь

Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

Купить статью

Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

32,00 $

Купить

Все цены указаны без учета стоимости.

Рис. 1: Обзор исследованных электрохимических элементов. Рис. 2: Поверхность и микроструктура исследованных твердых электролитов. Рис. 3: ПЗС для проникновения металла через твердые электролиты. Рис. 4: Поверхности положительных и отрицательных токосъемников и твердого электролита после циклирования симметричных элементов металл–твердый электролит до отказа от короткого замыкания. Рис. 5: ПЗС-матрица в зависимости от площади поверхности для однофазных твердых металлов и смесей полутвердых сплавов. Рис. 6: ПЗС-матрица в зависимости от типа электрохимической ячейки и предела текучести щелочного металла. Рис. 7: Состав полутвердых электродов из щелочных металлов.

Доступность данных

Все соответствующие данные включены в документ и его дополнительную информацию. Исходные данные приводятся вместе с настоящей статьей.

Change history

  • 31 March 2021

    A Correction to this paper has been published: https://doi.org/10.1038/s41560-021-00819-4

References

  1. Howell, D., Cunningham, B. Duong, T. & Faguy, P. Обзор программы передовых исследований и разработок аккумуляторных батарей DOE Vehicle Technologies Office (Управление автомобильных технологий, 2016 г.).

  2. Harlow, J. E. et al. Широкий спектр результатов испытаний отличных химических элементов литий-ионных элементов, которые будут использоваться в качестве эталонов для новых аккумуляторных технологий. Дж. Электрохим. соц. 166 , A3031–A3044 (2019).

    Google Scholar

  3. Биллс А., Шрипад С., Фредерикс В. Л., Сингх М. и Вишванатан В. Показатели производительности, необходимые для аккумуляторов нового поколения для электрификации коммерческих самолетов. ACS Energy Letter. 5 , 663–668 (2020).

    Google Scholar

  4. Альбертус, П., Бабинец, С., Литцельман, С. и Ньюман, А. Состояние и проблемы в использовании металлического литиевого электрода для высокоэнергетических и недорогих перезаряжаемых батарей. Нац. Энергия 3 , 16–21 (2018).

    Google Scholar

  5. Аурбах Д., Зиниград Э., Коэн Ю. и Теллер Х. Краткий обзор механизмов отказа анодов из металлического лития и литированного графита в растворах жидких электролитов. Твердотельный ион. 148 , 405–416 (2002).

    Google Scholar

  6. Лю, З. и др. Межфазное исследование на границе твердого электролита на литиевом металлическом аноде: влияние на рост литиевых дендритов. Дж. Электрохим. соц.

    163 , А592–А598 (2016 г.).

    Google Scholar

  7. Мантирам, А., Ю, Х. и Ван, С. Химический состав литиевых батарей на основе твердотельных электролитов. Нац. Преподобный Матер. 2 , 16103 (2017).

    Google Scholar

  8. Керман К., Лунц А., Вишванатан В., Чанг Ю.-М. и Чен, З. Практические проблемы, препятствующие разработке твердотельных литий-ионных аккумуляторов. Дж. Электрохим. соц. 164 , A1731–A1744 (2017).

    Google Scholar

  9. “>

    Янек Дж. и Зейер В. Г. Надежное будущее для разработки аккумуляторов. Нац. Энергия 1 , 16141 (2016).

    Google Scholar

  10. Тангадурай, В., Нараянан, С. и Пинзару, Д. Твердотельные быстродействующие литий-ионные проводники гранатового типа для литиевых аккумуляторов: критический обзор. Хим. соц. Ред. 43 , 4714–4727 (2014).

    Google Scholar

  11. Лю, Д. и др. Недавний прогресс в области твердых электролитов на основе сульфидов для литий-ионных аккумуляторов. Матер. науч. англ. B 213 , 169–176 (2016).

    Google Scholar

  12. McGrogan, F. et al. Податливое, но хрупкое механическое поведение Li 2 S–P 2 S 5 литий-ионопроводящего твердого электролита. Доп. Энергия Матер. 7 , 1602011 (2017).

    Google Scholar

  13. Wolfenstine, J. et al. Предварительное исследование трещиностойкости Li 7 La 3 Zr 2 O 12 и его сравнение с другими твердыми литий-ионными проводниками. Матер. лат. 96 , 117–120 (2013).

    Google Scholar

  14. Монро, К. и Ньюман, Дж. Влияние упругой деформации на кинетику осаждения на границах раздела литий/полимер. Дж. Электрохим. соц. 152 , A396–A404 (2005 г.).

    Google Scholar

  15. Порц, Л. и др. Механизм проникновения металлического лития через неорганические твердые электролиты. Доп. Энергия Матер. 7 , 1701003 (2017).

    Google Scholar

  16. “>

    Свами, Т. и др. Проникновение металлического лития, вызванное электроосаждением через твердые электролиты: пример в монокристаллическом гранате Li 6 La 3 ZrTaO 12 . Дж. Электрохим. соц. 165 , A3648–A3655 (2018 г.).

    Google Scholar

  17. Агесс, Ф. и др. Исследование роста дендритов во время полного циклирования ячейки гранатового электролита в прямом контакте с металлическим литием. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 9 , 3808–3816 (2017).

    Google Scholar

  18. Шарафи, А., Мейер, Х.М., Нанда, Дж., Вольфенстайн, Дж. и Сакамото, Дж. Характеристика Li–Li 7 La 3 Zr 2 O 12 стабильность интерфейса и кинетика в зависимости от температуры и плотности тока. J. Источники питания 302 , 135–139 (2016).

    Google Scholar

  19. Рен Ю. Ю., Шен Ю., Лин Ю. Х. и Нан К. В. Прямое наблюдение литиевых дендритов внутри литий-ионного твердого электролита гранатового типа. Электрохим. коммун. 57 , 27–30 (2015).

    Google Scholar

  20. Нагао, М. и др. СЭМ-исследование in situ механизма осаждения и растворения лития в твердотельной ячейке объемного типа с твердым электролитом Li 2 S–P 2 S 5 . Физ. хим. хим. физ. 15 , 18600–18606 (2013).

    Google Scholar

  21. Taylor, N.J. et al. Демонстрация высоких плотностей тока и длительного циклирования в гранате Li 7 La 3 Zr 2 O 12 твердый электролит. J. Источники питания 396 , 314–318 (2018).

    Google Scholar

  22. Джолли, Д. С. и др. Интерфейс натрия/Na β″ глинозема: влияние давления на пустоты. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 12 , 678–685 (2020 г.).

    Google Scholar

  23. Бей, М.-К. и другие. Натриевое покрытие керамики из Na-β″-оксида алюминия при комнатной температуре открывает путь для быстрой зарядки полностью твердотельных аккумуляторов. Доп. Энергия Матер. 10 , 19 (2019).

    Google Scholar

  24. Kasemchainan, J. et al. Критический ток обдирки приводит к образованию дендритов на гальванопокрытии в твердоэлектролитных элементах с литиевым анодом. Нац. Матер. 18 , 1105–1111 (2019).

    Google Scholar

  25. Гриффит А. А. Явления разрыва и течения в твердых телах. Фил. Транс. Рой. соц. 221A , 163–198 (1920).

    МАТЕМАТИКА Google Scholar

  26. Inglis, C. E. Напряжения в плите из-за наличия трещин и острых зазубрин. Пер. Рой. Инст. нав. Архит. 55 , 219–241 (1913).

    Google Scholar

  27. Орован Э. Разрушение и прочность твердых тел. Рем. прог. физ. 12 , 185–232 (1949).

    Google Scholar

  28. Виркар А.В. и Вишванатан Л. Проникновение натрия в быстрые ионные проводники. Дж. Ам. Керам. соц. 62 , 528–529 (1979).

    Google Scholar

  29. Виркар А. В. О некоторых аспектах пробоя β″-глиноземного твердого электролита. Дж. Матер. науч. 16 , 1142–1150 (1981).

    Google Scholar

  30. Финчер, С. Д., Охеда, Д., Чжан, Ю., Фарр, Г. М. и Фарр, М. Механические свойства металлического лития: от наноразмерных до объемных. Acta Mater. 186 , 215–222 (2019).

    Google Scholar

  31. LePage, W. S. et al. Механика лития: роль скорости деформации и температуры, а также последствия для литий-металлических батарей. Дж. Электрохим. соц. 166 , A89–A97 (2019).

    Google Scholar

  32. Сюй, К., Ахмад, З., Арианфар, А., Вишванатан, В. и Грир, Дж. Р. Повышенная прочность и температурная зависимость механических свойств лития в малых масштабах и их последствия для металлических литиевых анодов. Проц. Натл акад. науч. США 114 , 57–61 (2017).

    Google Scholar

  33. “>

    Вакс В.Г., Кравчук С.П., Зароченцев Е.В., Сафронов В.П. Температурная зависимость упругих констант щелочных металлов. J. Phys. F 8 , 725–742 (1978).

    Google Scholar

  34. Халл, Д. и Розенберг, Х. М. Деформация лития, натрия и калия при низких температурах: эксперименты на растяжение и сопротивление. Филос. Маг. 4 , 303–315 (1959).

    Google Scholar

  35. Андраде, Э. Нд-К. и Доббс, Э. Р. Вязкость жидкого лития, рубидия и цезия. Проц. Р. Соц. Лонд. А 211 , 12–30 (1952).

    Google Scholar

  36. Гроссе А. В. Вязкость жидких натрия и калия от их точек плавления до критических точек. Наука 147 , 1438–1411 (1965).

    Google Scholar

  37. “>

    Финчер, К.Д., Чжан, Ю., Фарр, Г.М. и Фарр, М. Упругие и пластические характеристики металлического натрия. Приложение ACS Энергия Матер. 3 , 1759–1767 (2020).

    Google Scholar

  38. Табор, Д. Твердость металлов (Oxford Univ. Press, 2000).

  39. Бейтс Дж. Б., Дадни Н. Дж., Нойдекер Б., Уеда А. и Эванс С. Д. Тонкопленочные литиевые и литий-ионные батареи. Твердотельный ион. 135 , 33–45 (2000).

    Google Scholar

  40. Baclig, A.C. et al. Высоковольтная проточная батарея из жидкого металла при комнатной температуре, обеспечиваемая стабильностью Na-K|K-β″-оксида алюминия. Джоуль 2 , 1287–1296 (2018).

    Google Scholar

  41. Лю, К., Шами, Дж. С., Шоу, Л. Л. и Спренкл, В. Л. Расплавленная натрий-ванадиевая батарея при температуре окружающей среды с водным проточным католитом. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 8 , 1545–1552 (2015).

    Google Scholar

  42. Guo, X. et al. Самовосстанавливающийся жидкометаллический анод при комнатной температуре для щелочно-ионных аккумуляторов. Доп. Функц. Матер. 28 , 1804649 (2018).

    Google Scholar

  43. Шарафи А. и др. Поверхностный химический механизм сверхнизкого межфазного сопротивления в твердом электролите Li 7 La 3 Zr 2 O 12 . Хим. Матер. 29 , 7961–7968 (2017).

    Google Scholar

  44. Анстис, Г. Р., Чантикул, П., Лоун, Б. Р. и Маршалл, Д. Б. Критическая оценка методов вдавливания для измерения вязкости разрушения: I, прямые измерения трещин. Дж. Ам. Керам. соц. 64 , 533–538 (1981).

    Google Scholar

  45. Эванс, А. Г. и Чарльз, Э. А. Определение вязкости разрушения методом вдавливания. Дж. Ам. Керам. соц. 59 , 371–372 (1976).

    Google Scholar

  46. Кауфман, Л. Стабильность решетки металлов — I. Титан и цирконий. Акта Металл. 7 , 575–587 (1959).

    Google Scholar

  47. Динсдейл, А. Т. Данные SGTE для чистых элементов. Calphad 15 , 317–425 (1991).

    Google Scholar

  48. Редлих О. и Кистер С. Т. Алгебраическое представление термодинамических свойств и классификация растворов. Индивидуальный инж. хим. 20 , 345–348 (1948).

    Google Scholar

  49. “>

    Лукас Х., Фрайс С. Г. и Сандман. B. Вычислительная термодинамика: метод CALPHAD (издательство Кембриджского университета, 2007 г.).

  50. Чжан, С. Дж. Термодинамическое исследование влияния примесей щелочных металлов на обработку сплавов алюминия и магния Кандидатская диссертация (Университет штата Пенсильвания, 2006 г.).

  51. Баллуффи Р., Аллен С. М. и Картер В. К. Кинетика материалов (Wiley, 2005).

Ссылки на скачивание

Благодарности

Мы выражаем благодарность Министерству энергетики США, Управлению базовых энергетических наук, посредством награды №. DE-SC0002633 (Дж. Ветрано, руководитель программы). В этой работе использовались общие экспериментальные установки MRL MRSEC в Массачусетском технологическом институте при поддержке Национального научного фонда в соответствии с наградой №. ДМР-1419807. Мы также подтверждаем использование Лаборатории наномеханических технологий Массачусетского технологического института (А. Шварцман, менеджер). Мы благодарим Т. Свами за полезные обсуждения, а также Н. Каторову и П. Морозову за помощь в процедурах обращения с щелочными металлами. Мы признательны за финансовую поддержку программы MIT-Skoltech Next Generation, награда №. 2016-1, за часть работы, связанную с K-металлом. CDF признает поддержку стипендии Национального научного фонда для аспирантов в рамках гранта №. 1746932. М.П. признает поддержку Национального научного фонда по награде №. ДМР-1944674.

Информация об авторе

Авторы и организации

  1. Департамент материаловедения и инженерии, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США

    Richard J.-Y. Парк, Кристофер М. Эшлер, Коул Д. Финчер, Андрес Ф. Бадел, У. Крейг Картер и Йет-Минг Чанг

  2. Факультет машиностроения, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

    Коул Д. Финчер и Мэтт Фарр

  3. Департамент машиностроения, Университет Карнеги -Меллона, Питтсбург, Пенсильвания, США

    Pinwen Guan & Venkatasubramanian Viswanathan

  4. School of Engineering, Brown University, RI, RI,

    .

    Авторы

    1. Ричард Ж.-Ю. Парк

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    2. Christopher M. Eschler

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    3. Cole D. Fincher

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    4. Андрес Ф. Бадель

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    5. Pinwen Guan

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    6. Matt Pharr

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    7. Brian W. Sheldon

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    8. В. Крейг Картер

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    9. Venkatasubramanian Viswanathan

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    10. Yet-Ming Chiang

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    Вклады

    Ю.-М.К. и Р.Дж.-Ю.П. спроектировал исследование. Р.Дж.-Ю.П. подготовлены, измерены и проанализированы результаты электрохимических ячеек. C.M.E. измеряли углы смачивания щелочных металлов. CDF измеряли механические свойства щелочного металла. А.Ф.Б. выполнили анализ изображений разобранных клеток. П.Г. рассчитали тройную фазовую диаграмму Li–Na–K. Все авторы внесли свой вклад в написание рукописи.

    Автор, ответственный за переписку

    Тем не менее, Мин Чан.

    Декларации этики

    Конкурирующие интересы

    Массачусетский технологический институт подал заявку на получение патента по теме, связанной с этой статьей, в которой R.J.-Y.P., Y.-M.C., P.G. и В.В. числятся изобретателями.

    Дополнительная информация

    Информация о рецензировании Nature Energy благодарит Qiang Zhang и других анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы.

    Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

    Дополнительная информация

    Дополнительная информация

    Дополнительные таблицы 1–3, рис. 1–12, обсуждение, методы и ссылки.

    Исходные данные

    Исходные данные Рис. 6

    Данные микротвердости для Li, Na и K (10 независимых измерений на металл).

    Права и разрешения

    Перепечатка и разрешения

    Об этой статье

    Эту статью цитирует

    • Высокие критические токи для проникновения дендритов и образования пустот в твердотельных батареях с металлическим калиевым анодом

      • Доминик Спенсер Джолли
      • Иоганн Перера
      • Питер Г. Брюс

      Журнал электрохимии твердого тела (2022)

    • Мягкие и жидкие металлы

      • Поль Альбертус

      Энергия природы (2021)

    Интеграция 2D-материалов и металлических электродов

    Перейти к основному содержанию

    • Новости и обзоры
    • Опубликовано:

    ДВУМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

    • Сун-Ён Квон ORCID: orcid.org/0000-0002-2432-0418 1  

    Природная электроника том 5 , страницы 259–260 (2022)Процитировать эту статью

    • 2500 доступов

    • 11 Альтметрический

    • Сведения о показателях

    Предметы

    • Электротехника и электроника
    • Электронные устройства
    • Графен
    • Материалы для устройств

    Графен можно использовать в качестве донорной подложки для создания ван-дер-ваальсовых контактов между двумерными полупроводниками и различными трехмерными металлическими электродами, в том числе с сильно слипшимися металлами.

    По мере того, как кремниевые устройства начинают проникать в технологические узлы с размером менее 5 нм, полупроводниковая промышленность сталкивается с существенными трудностями, поддерживая масштабирование электронных устройств 1 . Транзисторы на основе двумерных (2D) ван-дер-ваальсовых полупроводников являются одним из возможных решений 2 . Однако по-прежнему сложно создать необходимые электрические контакты для двумерных полупроводников, потому что в двумерном пределе, когда толщина полупроводника меньше, чем длина истощения и длины переноса 3 — свойства перехода металл-полупроводник определяют все аспекты работы устройства.

    Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

    Варианты доступа

    Подписаться на журнал

    Получить полный доступ к журналу на 1 год

    118,99 €

    всего 9,92 € за выпуск

    Подписаться

    Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

    Купить статью

    Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

    32,00 $

    Купить

    Все цены указаны без учета стоимости.

    Рис. 1. Перенос металлических рисунков в масштабе пластины с помощью трансферной печати с помощью графена.

    Ссылки

    1. Iannaccone, G., Bonaccorso, F., Colombo, L. & Fiori, G. Nat. Нанотех. 13 , 183–191 (2018).

      Артикул Google Scholar

    2. Акинванте, Д. и др. Природа 573 , 507–518 (2019).

      Артикул Google Scholar

    3. Аллен А., Канг Дж., Банерджи К. и Кис А. Нац. Матер. 14 , 1195–1205 (2015).

      Артикул Google Scholar

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *