射频S??参数用于评估纳米多孔碳电极冻融循环拉伸强度退化的非破坏性表征研究

《Scientific Reports》：Radio frequency response as a non-destructive readout associated with tensile-strength degradation in nanoporous carbon electrodes

　　

摘要

本研究探讨了射频（RF）传输作为一种非破坏性电学表征手段，用于关联评估浸水条件下经受反复冻融（F-T）循环的纳米多孔碳电极的拉伸强度退化情况。经过 60 次循环后，拉伸强度下降了 31%，而平均杨氏模量在研究的循环范围内未显示出明显的单调变化。结构分析表明出现了表面粗糙化和纳米级孔隙指标的变化，而在所研究的暴露状态下，大孔尺度的结构变化并不明显。随后，将直流电阻、方阻和射频 S 参数响应与冻融暴露状态下的组平均拉伸强度变化进行比较，以评估它们对拉伸强度退化的相对响应性。在评估的电学指标中，0.84 GHz 处基于 S?? 的射频响应表现出最大的基准参考相对变化，且在每个退化暴露状态下具有最高的响应与强度损失比（0.664–1.488 MPa?1），相比之下，方阻为（0.153–0.582 MPa?1），直流电阻为（0.0504–0.491 MPa?1）。综上所述，这些发现支持将射频 S?? 作为一种与纳米多孔碳电极机械退化状态相关的损伤敏感电学表征信号。