ZIF-8/TiO2纳米复合材料的制备及光生阴极保护性能

采用逐步生长法在TiO₂纳米管阵列上负载ZIF-8纳米颗粒制得ZIF-8/TiO₂纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-vis DRS等手段对材料的结构、形貌和光响应进行表征,并在开/闭可见光下对材料进行光电化学测试。结果表明,ZIF-8/TiO₂纳米复合材料光吸收扩展到可见光区;将其作为光阳极与304不锈钢耦合后,光照条件下阴极保护电位可降至-0.92 V,比Ti O₂纳米管阵列降低约180 mV,且在较长时间内可对304不锈钢表现出优异的光生阴极保护性能。     

多壁纳米碳管/TiO2复合薄膜的制备与光阴极保护性能研究

用溶胶凝胶旋涂工艺在304不锈钢表面制备了多壁纳米碳管MWCNT/TiO₂复合薄膜,用X射线衍射技术和电子显微技术研究了复合薄膜的物相组成与显微形貌,同时采用电化学分析手段,分别在250 W紫外灯和28 W节能灯的照射下,表征了MWCNT/TiO₂复合薄膜在3% NaCl溶液和海水介质中对304不锈钢的光阴极防腐蚀性能。研究结果表明,经450℃煅烧和加入管径为20~40 nm纳米碳管制备的MWCNT/TiO₂复合薄膜,不论是在紫外光还是白光激发下都表现出了比纯TiO₂薄膜更加优良的光电性能。同时也表明在3% NaCl溶液和海水介质中纳米碳管的引入都可有效增强TiO₂薄膜对304不锈钢的光阴极防腐蚀性能。     

纳米TiO2颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的 探究纳米TiO₂颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果 加入纳米TiO₂颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO₂颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO₂颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层在Cl^–为2×10⁵ mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/（m²·h）,与Ni-W-P镀层...     

Bi2S3/CdS/TiO2纳米复合材料的制备及对304不锈钢的光生阴极保护性能研究

通过超声辅助连续离子层吸附和反应法在TiO₂纳米管上负载CdS和Bi₂S₃,通过SEM、XRD、XPS等手段对材料的形貌、结构、元素组成和价态进行表征,在模拟太阳光下,系统研究TiO₂纳米复合材料的电化学性能。结果表明,负载CdS和Bi₂S₃的TiO₂纳米复合材料的光吸收范围扩展到可见光区,载流子的复合率也大大降低,光电流密度提升至850μA·cm^-2,是改性前的3.4倍;将其与304不锈钢耦合后,电位降至-0.99 V,比改性前的耦合电位低约70 mV,可以进一步提升对304不锈钢的光生阴极保护效果。     

多元异质结CdS/PbS/TiO2的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究

采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管,通过超声辅助连续离子沉淀法对TiO₂纳米管进行CdS/PbS共复合修饰改性。应用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM) 及其配套的能谱分析 (EDS) 对CdS/PbS/TiO₂的晶型特征、表面形貌及元素分布进行表征;利用电化学分析方法研究了复合次序对CdS/PbS/TiO₂的光电性能影响,考察了CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢的阴极保护性能。结果表明:成功制备了晶型特征和表面形貌良好的CdS/PbS/TiO₂多元异质结;先复合9次PbS、再复合15次CdS的TiO₂纳米管具有更加优良的光电性能;光照下CdS/PbS/TiO₂复合材料对304不锈钢光生阴极保护性能显著优于单一PbS复合的TiO₂和纯TiO₂;在暗态下CdS/PbS/TiO₂复合材料储能效果良好,可延长对304不锈钢的阴极保护作用。     

TiO2的微观形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响研究

通过控制水热反应过程中的钛酸四丁酯的浓度,有效调控了TiO₂光电极的形貌,同时研究了形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响。实验结果表明,钛酸四丁酯的加入量为1.25mL时,TiO₂-2具有最大的光致电位降和光致电流密度,表明其对316L不锈钢具有最优的光电化学阴极保护性,电化学阻抗谱的结果表明,载流子的迁移能力的提升是其光电化学阴极保护性能提升的主要原因。     

NH4F-(NH4)2SO4复合电解液中制备莲藕状TiO2纳米管阵列及光生阴极保护性能研究

采用二次阳极氧化法在NH₄F-(NH₄)₂SO₄复合电解液中制备近似莲藕状TiO₂纳米管阵列(TNTAs)。通过XRD、SEM、PL(光致发光光谱)等手段研究了不同阳极氧化电压下制备的TNTAs的结构、形貌以及光生载流子的分离率。同时,在模拟太阳光下,通过测试光生电流密度评估其光电化学性能,通过测试开路电位、Tafel极化电位和EIS拟合曲线评估对304SS的阴极保护效果。结果显示,当阳极氧化电压为25 V时,TNTAs莲藕状清晰,规整度较高,光生载流子分离率高,光生电流密度达到最高值为309.2μA·cm^-2,开路电位达到最低值-0.986 V(vs.Ag/AgCl)时,对304SS的阴极保护效果较好。     

Ni-Co/ZrO2复合共沉积过程的电结晶行为

为了研究Ni-Co-ZrO_2复合镀层电结晶初期的共沉积行为,在酸性氨基磺酸盐体系中采用阴极扫描伏安和计时电流等电化学测试方法,通过电化学反应动力学参数计算揭示Ni-Co-ZrO_2复合镀层成核机理。结果表明:Ni-Co合金镀液中ZrO_2纳米粒子的添加使共沉积电位正移,降低了阴极极化度。Ni-Co合金和Ni-Co-ZrO_2复合镀层的形核/生长过程符合受扩散控制的Scharifker-Hill瞬时成核模型,在低负电位下,Ni-Co-ZrO_2复合镀层成核弛豫时间减少,成核速率更高,电极表面吸附的ZrO_2纳米粒子促进了基质金属的成核及生长;高负电位下,复合镀层体系的峰值电流略低于合金体系,且成核速率降低,ZrO_2纳米粒子在电极表面表现出空间位阻效应,抑制了基质金属的电结晶过程。     

SnO2/TiO2纳米管阵列对304不锈钢的阴极保护效果

目前,就SnO2/TiO2复合薄膜对不锈钢的光生阴极保护效果的研究有待深入。以两步阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列膜,并将其浸渍在不同浓度的SnO2溶液中,得到了SnO2/TiO2复合纳米管阵列材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)研究了其表面形貌、晶型,用电化学方法研究了SnO2/TiO2复合纳米管阵列对304不锈钢的光生阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:TiO2纳米管排列规整,孔径约80~150 nm;以0.5 mol/L SnO2溶胶制备的SnO2/TiO2半导体供给外电路的电子数最高;在紫外光照1 h时,TiO2和SnO2/TiO2均对304不锈钢有一定的光生阴极保护作用;闭光后SnO2/TiO2光生电极在较长时间内维持较低电位,低于其在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位,延时阴极保护作用可以达到8.5 h。     

烧结钕铁硼磁体表面Zn-Co合金镀层制备工艺与耐蚀性能

采用氯化物镀液体系在钕铁硼磁体表面制备Zn-Co合金镀层,优化了Zn-Co合金镀层制备过程中的电镀工艺参数(镀液pH值、镀液温度、电流密度以及添加剂浓度),通过中性盐雾试验(NSS)、扫描电子显微镜(SEM)和动电位极化曲线,系统研究了Zn-Co合金镀层的显微组织及耐蚀性能。结果表明:烧结钕铁硼电镀Zn-Co合金镀层的最佳电镀工艺参数为:添加剂浓度为15 mL/L,pH值为4,电镀温度为25℃,电流密度为1 A/dm~2。在最佳工艺条件下制备的Zn-Co合金镀层经钝化后其耐中性盐雾时间可达120 h。合金镀层结构致密,有效填补了钕铁硼磁体的固有缺陷,为后期钝化形成致密钝化膜提供了材料基底基础。钝化后的Zn-Co合金镀层表面平整光亮,动电位极化曲线测试表明,相比Zn镀层,钝化后的Zn-Co合金镀层的自腐蚀电流密度下降了一个数量级,表明Zn-Co合金镀层钝化后具有更加优异的耐腐蚀性能。     

无铬纳米锌铝涂层的微观组织及腐蚀性能

向无铬锌铝涂层中分别加入3种纳米微粒ZnO,TiO₂和SiO₂制备纳米复合涂层,通过盐水浸泡实验和电化学测试研究其耐蚀性,结合SEM等手段观察纳米复合涂层显微组织及其在盐水中的腐蚀情况,分析纳米微粒在涂层中所起作用。结果表明,3种纳米微粒的加入能够加强涂层的阴极保护作用,并能延缓涂层金属粉末的消耗,较无铬锌铝涂层更易减慢腐蚀速率。其中,纳米SiO₂复合涂层耐蚀性最佳,纳米TiO₂复合涂层略次,ZnO纳米复合涂层耐蚀效果较差,3种纳米复合涂层耐蚀性均优于无铬锌铝涂层。     

Photogenerated cathode protection properties of nano-sized TiO2/WO3 coating

Nano-sized TiO₂/WO₃ bilayer coatings were prepared on type 304 stainless steel substrate by sol-gel method. The performance of photo-electrochemical and photogenerated cathode protection of the coating was investigated by the electrochemical method. The results show that the bilayer coating with four TiO₂ layers and three WO₃ layers exhibits the highest photo-electrochemical efficiency and the best corrosion resistance property. Type 304 stainless steel with the coating can maintain cathode protection for 6 h in the dark after irradiation by UV illumination for 1 h. In addition, the mechanism of the photogenerated cathode protection for the bilayer coating was also explored.     

Ti对等离子喷涂Fe-Al2O3-FeAl2O4复合涂层组织与性能的影响

通过反应等离子喷涂技术制备含Ti含量不同的金属-陶瓷纳米复合涂层。并利用XRD和SEM对该涂层的物相组成、结构及形貌进行研究。结果显示,该涂层中形成了FeAl₂O₄、Fe_xAl_y、TiO₂、Fe相以及铁钛尖晶石相。对其力学性能的研究表明,随着Ti含量的增加显微硬度逐渐降低,磨损性能逐渐升高,当Ti含量为10%时,复合涂层的综合力学性能最优。     

Influence of Zn and Mg Alloying on the Corrosion Resistance Properties of Al Coating Applied by Arc Thermal Spray Process in Simulated Weather Solution

In this study,Al–Zn and Al–Mg coatings were deposited on steel substrates by an arc thermal spray process.X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to characterize the deposited coatings and corrosion products.Open circuit potential(OCP),electrochemical impedance spectroscopy,and potentiodynamic studies were used to assess the corrosion characteristics of these coatings after exposure according to the Society of Automotive Engineers(SAE)J2334 solution of varying durations.This solution simulates an industrial environment and contains chloride and carbonate ions that induce corrosion of the deposited coatings.However,the Al–Mg alloy coating maintained an OCP of approximately-0.911 V versus Ag/Ag Cl in the SAE J2334 solution even after 792 h of exposure.This indicates that it protects the steel sacrificially,whereas the Al–Zn coating provides only barrier-type protection through the deposition of corrosion products.The Al–Mg coating acts as a self-healing coating and provides protection by forming Mg_6Al_2(OH)_(16)CO_3(Al–Mg layered double hydroxides).Mg_6Al_2(OH)_(16)CO_3has interlocking characteristics with a morphology of plate-like nanostructures and an ion-exchange ability that can improve the corrosion resistance properties of the coating.The presence of Zn in the corrosion products of the Al–Zn coating allows dissolution,but,at the same time,Zn_5(OH)_6(CO_3)_2and Zn_6Al_2(OH)_(16)CO_3are formed and act to reduce the corrosion rate.     

(Ti,Al)N涂层应力沿层深分布的调整及大厚度涂层的制备

利用电弧离子镀技术在不锈钢基体上制备了（Ti,Al）N涂层,研究了N₂分压改变对涂层残余应力沿层深分布及相关力学性能的影响.结果表明,低N₂分压下,（Ti,Al）N涂层残余应力沿层深分布较均匀,随N₂分压的增加,涂层应力沿层深呈"钟罩型"分布,且全膜厚的应力值也明显增大;通过对涂层生长结构及微观成分分析,初步探讨了应力分布机理.随N₂分压的增加,涂层硬度会显著增加,而膜/基结合力则大幅下降;采用改变N₂分压工艺制备（Ti,Al）N涂层,可有效调整涂层残余应力沿层深分布趋势,改善其力学性能,并可成功制备厚度在130μm以上的硬质涂层.     

Influence of pre-treatments in cerium conversion treatment of AA2024-T3 and 7075-T6 alloys

The role of pre-treatment in the formation of a cerium conversion coating is investigated for the protection of AA2024-T3 and 7075-T6 alloys. The alloys were alkaline-etched and de-smutted in nitric acid, prior to cerium treatment in Ce(NO₃)₃ at 85 °C with H₂O₂ accelerator. Potentiodynamic polarization studies in 3.5% NaCl solution revealed a large shift of  300 mV of the corrosion potential below the pitting potential for the 7075-T6 alloy, which correlated with the development of a finely-textured, uniform coating. However, the formation of a uniform coating and protection was dependent upon the time of de-smutting, with non-uniform coatings resulting from extended times of de-smutting. In contrast, non-uniform coatings developed on the 2024-T3 alloy, with pitting potential at the corrosion potential, irrespective of the time of de-smutting. Findings for the 2024-T3 alloy indicate that extended de-smutting affects the enrichment of alloying elements.     

纳米TiO2-SnO2复合薄膜的光生阴极保护作用及机理研究

用溶胶-凝胶法和旋转涂膜技术在导电玻璃(ITO)表面构筑纳米TiO2膜和纳米TiO2-SnO2复合膜,应用AFM、XRD对膜的形貌及晶体结构进行表征.用光电化学和腐蚀电化学相结合技术,通过测试时间-电位曲线和交流阻抗谱研究光生阴极保护状态下316L不锈钢电极在0.5 mol/L NaCl溶液中的微观界面电荷分布及电子传递规律,探讨光生阴极保护的作用机理.结果表明以TiO2-SnO2复合膜作为光生阳极时,在紫外光照下,316L不锈钢电极可处在阴极保护状态,并且在切断光源后,光生电极电位仍可在较长的一段时间内维持在-0.2 V左右,仍具有一定的阴极保护作用.     

钛合金表面激光熔覆高温自润滑耐磨复合涂层

为了提高钛合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面制备了γ-NiCrAlTi/TiC与γ-NiCrAlTi/TiC/CaF₂复合涂层. 采用 X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了涂层的物相和显微组织,在球-盘式高温摩擦磨损试验机上测试了不同温度下(室温,300 ℃,600 ℃)复合涂层的摩擦学性能. 结果表明,激光熔覆的复合涂层与基体呈冶金结合,γ-NiCrAlTi/TiC/CaF₂复合涂层主要由"原位"生成的小块状,针状TiC颗粒及TiC树枝晶,γ-NiCrAlTi固溶体基体及弥散分布的球状CaF₂颗粒组成. 由于硬质增强相 TiC与增韧相γ-NiCrAlTi的共同作用,γ-NiCrAlTi/TiC与γ-NiCrAlTi/TiC/CaF₂复合涂层的磨损率在试验温度下都远低于Ti-6Al-4V基体;在600 ℃时,γ-NiCrAlTi/TiC/CaF₂涂层的平均摩擦系数为0.21,相对于基体与γ-NiCrAlTi/TiC涂层分别降低了43%,50%,表现出良好的高温自润滑减摩性能.     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

NiCrAlY/Al-Al2O3/Ti2AlNb高温抗氧化和力学性能研究

采用电弧离子镀技水在NiCrAlY涂层与O相Ti₂AlNb合金之间沉积不同Al:Al₂O₃比例的Al-Al₂O₃薄膜作为扩散阻挡层.研究了900℃下恒温氧化500 h后NiCrAlY/Al-Al₂O₃/Ti₂AlNb体系中Al-Al₂O₃层阻挡合金元素互扩散的行为,以及对涂层氧化动力学曲线的影响.结果表明,没有添加扩散阻挡层的NiCrAlY/Ti₂AlNb体系,涂层和基体之间的元素互扩散十分严重,涂层丧失抗氧化能力;而添加扩散阻挡层的材料体系,涂层和基体之间的元素互扩散受到抑制,涂层的长期抗高温氧化性能得到提高.对于3Al-Al₂O₃,1Al-Al₂O₃和0Al-Al₂O₃ 3种扩散阻挡层,综合比较材料体系的抗氧化性能、阻挡层阻挡涂层和基体元素互扩散能力、以及涂层和基体之间结合力,当1Al-Al₂O₃薄膜作为扩散阻挡层时,材料性能最优异.同时,本文利用扩散阻挡系数简洁定量地表示出不同Al:Al₂O₃比例阻挡层的阻挡扩散能力.