对GASARITE脱合金制备微-纳复合多孔金属的研究

Gasar工艺是一种制备规则排列微米多孔金属的定向凝固工艺,脱合金工艺是一种通过选择性溶解固溶体合金而制备无序纳米多孔金属的工艺方法,将Gasar和脱合金工艺相结合可以制备一种有序-无序结合、微米-纳米复合的特殊结构多孔金属.选择Cu-Mn二元合金为研究对象,研究了Gasar工艺参数及合金成分对定向凝固多孔Cu-Mn合金结构的影响.脱合金工艺在Gasar工艺制备的定向凝固多孔Cu-Mn合金基础上进行,分析了腐蚀温度等脱合金工艺参数对纳米多孔结构的影响.在优化的Gasar和脱合金工艺参数下,制备得到了一种特殊结构的微-纳复合多孔金属.     

脱合金化制备纳米多孔Ni-Fe合金及其电催化性能

采用真空熔炼与固溶相结合的方法获得原子分数为Ni_30-xFe_xMn₇₀(x=0,10,20)的前驱体合金,通过脱合金化方法制备纳米多孔Ni及Ni-Fe合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能。结果表明:加入Fe获得了片状结构的纳米多孔Ni-Fe合金,提高了纳米多孔Ni的表面积,且Fe与Ni产生协同效应,能够有效提高合金的析氢电催化活性。当Fe含量为10%(原子分数)时,脱合金化得到的纳米多孔Ni-Fe合金表面积最大,析氢电催化性能最好,在0.1A/cm^2电流密度下,析氢过电位仅56mV,经10h连续电解,表现出良好的电催化活性和电化学稳定性。     

脱合金法制备Fe基纳米多孔材料及其催化性能

近年来,纳米多孔金属材料成为催化和传感器等领域的研究热点。本研究将铁基非晶合金和脱合金工艺相结合,制备具有催化性能的纳米多孔材料。采用真空感应熔炼装置和真空急冷甩带装置制备宽1mm×厚25μm的Fe_(60)Pd_(20)P_(20)非晶合金条带,并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对非晶合金条带进行表征。将Fe60Pd_(20)P_(20)非晶合金作为电化学脱合金的前驱体材料,在25℃、1mol/L H_2SO4电解液中进行1h恒电位脱合金处理,成功制备出具有均匀三维连通孔道结构的纳米多孔金属材料。经电化学测试表明,恒电位0.72V获得的纳米多孔材料,在0.5mol/L H_2SO4+0.5mol/L HCOOH溶液的循环伏安曲线中,较原非晶合金的氧化峰电压负移约0.4V,氧化峰电流密度提高约15倍,该纳米多孔材料对甲酸的分解有明显的催化性能。     

去合金化制备纳米多孔铜及铜合金的最新研究进展

纳米多孔铜及铜合金能够通过去合金化法进行高效可控的制备,由于其展现出优异的物理和化学性能,并且价格低廉,有望取代纳米多孔贵金属(如多孔金等),在催化、生物传感器、能源等领域展现巨大的应用潜力。系统地总结了近5年来纳米多孔铜及铜合金在去合金化孔洞形成机理、制备工艺探索、性能表征及应用方面的一些最新研究进展。在此基础上提出纳米多孔铜及铜合金3个最有可能的研究方向。     

纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag催化剂的制备及其电催化性能EI北大核心CSCD

针对直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFE)对高效阳极催化剂的需求,设计研发Ca-Mg-Pd-M(M=Cu,Ag)非晶合金前躯体体系,并采用去合金化制备系带-孔道双连续结构的纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金。通过设计前驱体合金比例可调节多孔结构的元素比例和尺寸,Pd元素可与Cu,Ag元素形成连续固溶体,在去合金化过程中可以降低Cu,Ag元素的扩散,进而细化纳米多孔的系带尺寸(由100 nm减小到10 nm)。相较于纳米多孔Pd,纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金表现出更优异的甲醇催化活性(催化电流强度:45 mA/mg)和抗毒化能力(J f/J b值为1.56),还具有低成本的优点,在直接甲醇燃料电池阳极催化剂方面有着良好的应用前景。     

脱合金法制备纳米多孔金研究进展

纳米多孔金作为一种重要的结构功能材料,在过滤、催化剂载体、传感器、光催化、微流体及分离等方面有着巨大的应用前景。文章综述了纳米多孔金的制备方法。一脱合金法以及最新进展,介绍了脱合金的原理、纳米多孔金的性能以及将来的应用领域     

合金成分对Ag-Cu二元合金制备纳米多孔银的影响

本文研究了纳米多孔银的制备及合金成分对纳米多孔银微观结构的影响。选用Ag含量(原子百分数)为15%,20%和25%(分别对应亚共晶,共晶与过共晶成分)的Ag-Cu合金薄带,通过化学去合金法制得具有三维的,韧带-孔洞双连续结构的纳米多孔银。利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对试样进行物相组成和微观结构的观察与分析。研究了Cu含量的变化对纳米多孔银微观结构及性能的影响。得出结论:去合金介质及温度等腐蚀条件一定的情况下,去合金时间越长,纳米多孔银的韧带尺寸越大。在腐蚀介质和温度等条件相同的情况下,纳米多孔结构特征尺寸受合金成分影响,Cu含量越高,去合金过程中产生的孔洞/通道尺寸越大。由于Cu含量不同,Ag15Cu85,Ag20Cu80和Ag25Cu80三种成分的合金中,Ag20Cu80去合金化得到的纳米多孔Ag的韧带孔洞微观结构最均匀。     

不同阶段纳米多孔银的制备及其HER电催化性能研究

用Ag_(15)Cu_(85)二元合金薄带为前驱体,采用高温氧化预处理脱合金的方法制备不同阶段的纳米多孔银。在650℃下,进行高温氧化处理,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对试样进行物相分析和形貌表征。对高温氧化后的前驱体脱合金15～60 min,制备不同阶段的纳米多孔银,使用开路电位(OCP)、线性扫描伏安(LSV)、动电位极化曲线等方法测试了不同阶段的纳米多孔银电极的抗毒性能和电催化析氢性能。结果表明,经过3 min高温氧化后脱合金15 min阶段的纳米多孔银电极具有最佳的电极抗毒性能,E_(corr)为-0.088 V,i_(corr)为1.2×10~(-7) A/cm~2;经过1 min高温氧化后脱合金30 min阶段的纳米多孔银电极展现了最低的Tafel斜率(45.8 mV/dec);在10 mA/cm~2电流密度下,经过3 min高温氧化后脱合金60 min阶段的纳米多孔银电极析氢过电位为37.6 mV,经过3 min高温氧化后脱合金15 min阶段的纳米多孔银电极的综合HER性能最好。     

纳米晶Cu-Al合金去合金化制备纳米多孔铜及其力学性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了纳米晶Cu-Al合金,进而通过去合金化法获得纳米多孔铜块体材料。研究了合金成分对纳米晶Cu-Al前驱体物相演变、去合金化处理获得的纳米多孔铜微观结构和力学性能的影响。结果表明,当合金中铜含量较低时,纳米晶Cu-Al前驱体由α-Al固溶体和Al_2Cu两相组成;随着铜含量的增加,前驱体中α-Al固溶体相逐渐减少,Al_2Cu相逐渐增加;当铜含量增加到32%时,纳米晶Cu-Al前驱体中仅有Al_2Cu单相。此外,随着铜含量的增加,纳米晶Cu-Al前驱体去合金化处理后,其纳米多孔铜微观结构由微米/纳米双级复合孔逐渐转变为孔径均匀的三维连通纳米孔,并且纳米多孔铜块材的压缩强度逐渐增大。     

脱合金法制备纳米多孔镍材料研究进展

纳米多孔金属镍材料的研制成功,开拓了多孔金属新的应用领域。综述了脱合金法从Ni—Al合金中制备纳米多孔镍材料的必要条件,并十分析了脱元素法和脱相法各自的特点。脱元素法获得的纳米多孔镍的结构是三维无序内部互连通孔结构,而脱相法会产生原有的γ相或γ’相与多孔结构互相交织的网状结构,其中互通孔道大多为几百纳米宽。脱相法是个电化学控制的过程,脱元素法不需要加电压。同时,指出了纳米多孔镍基材料的应用领域及今后的研究方向。     

去合金化制备孔径可控纳米多孔金属研究进展

纳米多孔金属具有三维连通、双连续的纳米级孔结构,使其具有超高比表面积、高强度、低密度等独特理化性能,在力学、催化、传感、拉曼散射等领域具有广阔的应用前景,而且纳米多孔金属的性能表现出一定的尺寸效应,因此研究孔结构调控对纳米多孔金属的实际应用具有重要意义。目前,去合金化制备孔径可控的纳米多孔金属主要集中在调节去合金化工艺(腐蚀方式、腐蚀温度、腐蚀电解质、腐蚀添加剂等)和去合金化后处理过程(热处理粗化、溶液浸泡)两方面,探索纳米多孔金属在不同工艺条件下孔结构的成孔机制、孔结构演变规律为制备孔结构呈特征规律分布(如梯度分布、分级分布、均匀分布)的纳米多孔金属块材或薄膜奠定了夯实的基础。     

纳米多孔金的制备方法研究进展

综述了纳米多孔金的制备方法,详细介绍了去合金化法中基体合金的制备方法.结合纳米多孔金孔结构的检测与表征技术,讨论了纳米多孔金在研究过程中存在的问题及发展前景.     

纳米多孔金属力学性能的若干研究进展

纳米多孔金属是近年来发展起来的一类具有纳米级双连续孔洞和高表面积的新型功能材料,具备如化学性能、力学性能、表面拉曼散射性能等多方面的优异特性,在催化、传感、新能源、生物医学等诸多领域拥有广阔的应用前景。围绕纳米多孔金属的制备、力学性能和尺度特性等,展开细述了相关的研究工作,并重点针对力学性能方面的研究进展,如尺度方程、破坏机理、表面效应和表面应力,以及脱合金制备方法和制备过程中的力学问题进行了讨论,并对将来的研究方向进行了展望。     

纳米多孔金薄膜及其微电极结构的制备

结合磁控溅射、lift-off工艺和脱合金法制备了纳米多孔金薄膜及其微电极结构。首先利用磁控溅射法和lift-off技术制备了金银合金叉指型微薄膜电极结构,然后采用浓硝酸通过脱合金方法进一步制备出纳米多孔金薄膜微电极结构。本文系统研究了腐蚀时间对磁控溅射金银合金薄膜去合金化所制备的纳米多孔金薄膜形貌、组分和结构的影响。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了纳米多孔金薄膜微电极的结构和形貌。结果表明纳米多孔金主要呈现(111)晶面,且脱合金时间对纳米多孔结构形成与演化有明显的影响。随着腐蚀时间增加,纳米多孔金薄膜孔隙度增加,金韧带分布更加均匀,逐渐形成均匀的具有高表面积的开放式多孔结构。     

去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展

用去合金化制备的孔隙尺寸小于100nm的纳米多孔金属材料,开拓了多孔金属材料一个新的应用领域.目前的研究主要集中于通过不同的合金体系制备出不同的纳米多孔金属,分别介绍了纳米多孔金、铂、铜、钯、钛的制备工艺,并对孔洞形成的溶解-再沉积机制、体扩散机制、表面扩散机制、渗流机制及相分离模型进行了简述.对纳米多孔金的现有研究表明,纳米多孔金具有良好的化学稳定性、高的比表面积以及高的屈服强度,目前应用研究包括作为热交换器、传感器及催化材料等方面.     

纳米多孔铜的去合金法制备及性能研究

通过电弧炉和管式炉烧结制备不同原子比的铜锰合金前驱体,室温下在0.1 mol/L盐酸溶液中对制备出的前驱体合金进行自腐蚀制备纳米多孔铜.采用SEM、EDS、Autosorb -1等分析了样品的表观形貌、元素含量和微观孔结构.结果表明:采用去合金法得到结构均匀的三维连通纳米多孔铜片体材料,管式炉制备的Cu∶Mn原子比为3∶7的样品获得相对分布更为均匀、孔结构更为明显的多孔铜.     

纳米多孔Fe-Si-B-P的脱合金制备及其电化学性能

在0.05 mol/L H₂SO₄溶液中对773～833 K热处理后的Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金进行脱合金处理，采用脱合金法制备出Fe-Si-B-P纳米多孔材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段以及电化学工作站表征其表面形貌、微观结构和组成，研究其电化学性能。结果表明，热处理后的Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金晶化为α-Fe、Fe₂B和Fe₃P相，在脱合金过程中α-Fe晶粒优先溶解形成纳米多孔结构，随着热处理温度从773 K提高到833 K材料中纳米多孔的孔径从150 nm增大到260 nm。同时，较大的比表面积提供更多的催化活性位点使纳米多孔Fe-Si-B-P具有比Fe₇₆Si₉B₁₀P₅非晶合金更优异的氧化还...     

先驱体转化法制备多孔陶瓷的发展现状

多孔陶瓷材料因其优异的性能在各种领域的应用越来越广泛,其制备方法也不断的发展.先驱体转化法制备多孔陶瓷是20世纪末才出现的一种新型工艺,它具有烧结温度低、成型工艺简单、所得制品强度高等优点,引起了科学技术界的广泛兴趣.根据所得多孔陶瓷的形态,先驱体转化法制备多孔陶瓷大致可分为两类:制备本征结构的多孔陶瓷,制备泡沫陶瓷.本文介绍了先驱体转化制备这两类多孔陶瓷的工艺、结构和性能的研究现状,以及其存在的急需解决的问题.     

机械合金化─研制生产金属材料的一种新工艺

本文介绍了机械合金化的工艺特点。用机械合金化技术可以获得一些常规方法难以制备的新型合金及难以获得的独特性能，如生产ＯＤＳ合金和弥散强化复合材料，扩大合金元素在基体中的固溶度，获得非晶态合金（金属玻璃），合成金属间化合物材料，获得纳米结构材料。在金属材料研制生产中，机械合金化是一项值得大力研究开发的新技术。     

机械合金化─研制生产金属材料的一种新工艺EI

本文介绍了机械合金化的工艺特点。用机械合金化技术可以获得一些常规方法难以制备的新型合金及难以获得的独特性能，如生产ＯＤＳ合金和弥散强化复合材料，扩大合金元素在基体中的固溶度，获得非晶态合金（金属玻璃），合成金属间化合物材料，获得纳米结构材料。在金属材料研制生产中，机械合金化是一项值得大力研究开发的新技术。