钛基SnO2纳米涂层电催化电极的制备及性能研究

为提高Ti/SnO2电极的电催化性能,采用溶胶-凝胶法,并结合高温热处理工艺制备了钛基SnO2纳米涂层电催化电极.以苯酚为目标污染物,考察了所制备电极的电催化性能,并采用XRD、SEM、XPS等方法研究了制备的SnO2纳米涂层电极的表面形貌、晶粒粒径、元素组成和表面元素的化学环境等.研究结果表明:由于纳米涂层具有较大的比表面积,使得所制备电极的性能较非纳米涂层的钛基二氧化锡电极大为提高,完全降解等量苯酚所需时间减少了33.3%.电极表面主要是四方相金红石结构的SnO2晶体,粒径在10 nm以下.     

Ni修饰层对SnO2薄膜气敏性能影响

采用磁控溅射技术在SnO2薄膜表面修饰金属Ni，研究Ni修饰量对SnO2薄膜气敏性能影响。对Ni-SnO2薄膜进行表面成分分析，发现Ni的表面含量和化学价态对Ni-SnO2薄膜气敏性能影响至关重要。Ni的表面修饰量在3．4％-8．8％之间将有效提高SnO2薄膜对低浓度氢气的敏感性能。180℃工作温度下，表面含Ni3．4％的SnO2薄膜对1000ppm的氢气灵敏度最高为59．6，同时响应时间和恢复时间降低至15s和125s。Ni修饰量增加到23．4％，薄膜的气敏性能恶化，这是因为修饰层过厚，阻碍气体与SnO2材料接触。同时，XPS证实NiO是增加SnO2薄膜气敏性能的主要物质，增敏机理解释为Ni氧化后形成的NiO在SnO2薄膜上形成p-n结，促进元件的电导变化，从而提高了薄膜的气敏性能。     

Ti／ZrN／瓷界面微观结构和力学性能

通过磁控溅射法在纯钛表面溅射了一层ZrN涂层,研究了Ti/ZrN/瓷界面组织和力学性能.结果表明,Ti/瓷界面由富含Ti,Si,O元素的反应层和钛表面氧化层组成.钛表面溅射ZrN涂层后,Ti/瓷界面的连接转变为Ti/ZrN/瓷界面的连接,ZrN涂层能有效地防止钛表面生成过厚的氧化层.Ti/ZrN/瓷结合强度为29.2MPa,与Ti/瓷结合强度23.5MPa相比,提高了24.3%.     

钛基涂层电极基体预处理方法研究进展

概述了钛基金属氧化物涂层电极基体预处理的基本方法,主要包括机械打磨、表面除油和酸处理。对于钛基体表面预处理、提高涂层与基体结合力的途径除有打磨一碱洗表面除油一酸处理方法外,还可添加中间过渡层,比如IrO2中间层、SbOX＋SnO2中间层和α—PbO2中间层等。添加中间过渡层法既能改善涂层与基体间的结合力,又能提高电极催化性能,将具有更好的应用前景。     

钛表面的氧化对钛瓷结合强度的影响

研究了钛表面氧化对钛/瓷结合强度的影响, 并采用溶胶凝胶技术在钛表面制备SnO_x中间层, 研究SnO_x层对钛/瓷结合强度的影响. 结果表明：空气炉中800℃氧化3min后, 钛/瓷结合强度明显下降; 烤瓷炉中预氧化3min, 钛/瓷结合强度无明显变化. 热处理使钛表面生成一层金红石型氧化层, 钛/瓷剥脱主要发生在金红石氧化层与钛之间. 采用溶胶-凝胶法经300℃处理后在钛表面制得的SnO_x涂层, 可有效隔绝氧向Ti表面的扩散, 防止钛表面的过度氧化, 提高了钛/瓷结合强度. 经SnO_x涂层处理后, 钛/瓷剥脱主要发生在SnO_x涂层内.     

等离子喷涂法制备黑铬太阳能选择性吸收涂层

采用等离子喷涂法制备了黑铬太阳能选择性吸收涂层,采用XRD、SEM等测试方法对涂层的物相、微观结构、太阳能吸收性能进行了表征。对涂层进行了打磨,并在涂层表面制备SnO2选择性透过薄膜。研究表明,采用等离子喷涂方法制备的黑铬涂层吸收率为0.93,发射率为0.88,经打磨处理后,发射率降至0.76。添加SnO2薄膜后,涂层吸收率变化小,发射率降至0.50。热震实验表明该涂层具备良好的抗热震性能。     

TiO2/SnO2复合薄膜光诱导超亲水性机理的XPS研究

利用X射线光电子能谱仪对用溶胶-凝胶法制备的TiO2/SnO2复合薄膜的表面化学状态进行分析,结果表明:热处理及紫外光照前后,薄膜表面的化学状态均发生了变化,薄膜表面的碳氧或过氧化物基团增加,这些基团具有较强的活性,通过氢键和水中的极性基团作用,产生超亲水性.此外,掺杂SnO2提高了TiO2/SnO2复合薄膜的表面能,改变了薄膜表面的化学结构,使TiO2薄膜获得了较好的亲水性能和催化活性.     

TiO2/SnO2纳米晶膜的制备及其电学性能研究

采用丝网印刷的方式制备了TiO2纳米晶薄膜,然后在其上采用浸泡的方式制备了SnO2纳米晶薄膜,形成TiO2/SnO2膜结构的光阳极并应用于染料敏化太阳能电池。用SEM对样品进行了结构形貌分析,用电化学工作站研究表征了SnO2的浸泡溶液浓度和浸泡时间对光阳极的调制改性作用。SEM分析表明在TiO2纳米晶薄膜表面生长的SnO2纳米晶薄膜晶粒比TiO2更加细小,电学性能研究表明TiO2薄膜经过0.4 mol/L SnO2溶液浸泡处理50 min能对TiO2薄膜的结构及性能起到很好的改善作用,电池的光电转化效率提高了约7%。     

医用钛合金表面改性的研究进展

从金属植入体与生物环境的界面反应,以及钛植入体表面现阶段存在的主要问题出发,叙述了近年来钛表面生物活性、生物相容性、血液相容性、抗菌性涂层的制备、结构及性能,重点总结了应用等离子体喷涂技术制备羟基磷灰石涂层、硅酸盐陶瓷涂层、纳米ZrO2涂层、纳米TiO2涂层,以及采用等离子体浸没离子注入/沉积技术对钛合金表面进行离子注入和薄膜沉积的研究结果.最后,基于钛硬组织植入体表面需求,指出钛硬组织植入体表面改性设计与制备应注重改性层的综合生物学性能及力学安全性.     

碳纤维表面处理对铝电解用硼化钛阴极涂层性能的影响

硼化钛阴极涂层是铝电解用可润湿性阴极材料中的一种，具有优良的抗钠渗透性和对铝液润湿性，可以有效地延长铝电解槽寿命。碳纤维是硼化钛涂层材料的增强剂之一．对硼化钛阴极涂层的性能影响很大。本文研究了不同工艺的液相碳纤维表面氧化处理法对硼化钛阴极涂层抗拉强度和粘接强度的影响。采用PTIR检测碳纤维处理后表面含氧基团的变化，寻找影响硼化钛阴极涂层性能的原因，从而达到最有效地提高TiB2阴极涂层抗拉强度和粘接强度的目的。结果表明，采用工艺(1)(10％HNO3，80℃、恒温5min．超声波、5min)对碳纤维进行表面处理最合理，处理后碳纤维表面含氧基团的含量最高．用其制备硼化钛阴极涂层的抗拉强度、粘接强度最大。     

氧化铱/聚多巴胺/层粘连蛋白仿生涂层的制备

神经电极的生物相容性是制约植入式神经假体长期使用功效的核心要素,对电极表面进行修饰改性可有效提高电极活性。本研究利用射频磁控溅射和循环伏安法在钛基体表面形成氧化铱薄膜,通过多巴胺氧化自聚合修饰氧化铱薄膜,进一步在涂层表面接枝层粘连蛋白实现二次功能化,完成仿生涂层的构建。对涂层的理化性质研究表明,其机械稳定性较好,表面亲水性以及电化学性能得到显著提高,并且无细胞毒性,促细胞粘附能力较好。     

叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜制备及其光电性能研究

采用溶胶-凝胶法在不同基体表面制备了叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对复合薄膜表面形貌和晶体结构进行表征.采用紫外-可见吸收光谱法和电化学方法来研究复合薄膜光学与光电化学性能特征.结果表明,所制备的叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜表面连续、均匀、致密;XRD分析表明纳米TiO2为锐钛矿型结构,SnO2为金红石型结构;紫外-可见吸收光谱测试表明叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜较纯TiO2薄膜的吸收范围拓宽;稳定电位随时间变化曲线(OCP-t)结果表明,叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜光照下其光电化学性能高于纯TiO2薄膜;同时,光照后叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜能有效储存TiO2先生电荷,延续对不锈钢基体的光生阴极保护性能.经比较,叠加3层SnO2的TiO2/3SnO2复合纳米薄膜改善光电性能最佳.     

石英管上SnO2薄膜面功率密度的优化工艺

利用化学喷涂工艺在石英管材上制作SnO2薄膜，成膜时在石英管表面和SnO2薄膜的界面上形成Si扩散层，随着成膜时间、固化温度的改变，Si扩散层的厚度不同，直接影响薄膜电阻率的改变，严重制约着薄膜面功率密度的改善。通过对形成Si扩散机理的3个阶段的分析．找出了Si扩散的主要因素．提出了5项防止Si扩散的控制措施，对批量生产和提高薄膜面功率密度有一定的参考作用。     

退火处理对SnO2:F薄膜光电性能的影响

SnO2∶F薄膜作为low-e玻璃的表面功能层材料,广泛应用于节能镀膜玻璃。Low-e玻璃在后期退火(深加工)后,其性能的变化已经引起了学术研究和实际应用方面的的关注。我们对于用化学气相沉积法在玻璃表面沉积的约250nm厚的SnO2∶F薄膜进行不同的退火处理。并通过一系列的研究,结果发现,薄膜的结构、组成、电学、光学性能在氮气和空气两种不同的退火气氛下会有显著的变化。SnO2∶F薄膜的Low-e性能经过空气中高温退火后下降明显。通过计算对比退火后SnO2∶F薄膜的晶格常数和晶胞尺寸,提出了一种对于薄膜Low-e性能下降的合理解释。     

TiB2基RuO2+TiO2涂层的电催化性能

用磁控溅射法在钛基体表面溅射TiB2中间层,以此为基体用热分解法制备了(Ru,Ti)氧化物涂层钛电极,用SEM、XRD、电化学工作站等手段对样品的性能和结构进行了表征。结果表明,含TiB2中间层的钛阳极表面涂层具有非连续状裂纹结构,钛基体和氧化物涂层的界面呈现紧密结合的状态,其电催化析氯性能优于传统钛阳极。选用TiB2中间层作为催化电极的载体,可改善基体和氧化物涂层的结合,延缓涂层的脱落,可避免基体和涂层间生成TiO2电阻膜,延缓涂层的失效;加入TiB2中间层可降低内阻,改善电子的传输能力,降低析氯电位,提高电极的催化活性和节能降耗。     

磁控溅射纳米银含量对钛种植体抗菌性的影响

纯钛因具有优良的生物相容性，被广泛应用于口腔种植相关领域，但其本身并不具备抗菌性能，为改善钛种植体表面的抗菌性，采用磁控溅射法在钛种植体表面制备Ti-Ag纳米复合涂层，研究了涂层中纳米Ag含量对具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum, Fn)抗菌性能的影响。分析了样品的表面形貌、粗糙度和水接触角；对Ag⁺释放进行了检测；采用CCK-8法检测材料的细胞毒性；将各组样品与具核梭杆菌共培养，检测材料的抗菌性能。结果表明，载Ag复合涂层成功沉积在Ti片表面，并且随着纳米Ag含量的增加，样品的表面粗糙度和水接触角均增大。该Ti-Ag纳米复合涂层对小鼠L929细胞未表现出细胞毒性，符合生物安全标准。抗菌实验结果表明，随着纳米Ag含量的增加，Ag⁺释放量增加，涂层的抗菌效果也增强。可见，Ti-Ag纳米复合涂层可有效抑制Fn的生长，有望提高钛种植体的抗菌性能，为其临床运用奠定了实验基础。     

纯钛材表面电弧喷涂铝层的高温抗氧化性能及机制

为了提高钛材的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂方法在纯钛材表面制备了铝涂层,并对其进行800℃,64 h的连续氧化,从铝涂层的微观组织变化,探讨了其高温抗氧化机制。结果表明:电弧喷涂铝涂层可以显著提高纯钛材的高温抗氧化性能;在加热过程中,电弧喷涂的铝涂层发生熔化、扩散,形成了以Al3Ti相为主的扩散层,该富铝相提供充足的铝元素,在涂层表面形成连续的Al2O3,从而对纯钛基体提供有效的高温氧化防护作用。     

不同表面状态的6016铝合金的结痂腐蚀及丝状腐蚀性能

汽车用铝合金通常要求具有较高的耐蚀性能。为探究不同表面状态对合金耐蚀性的影响，本工作对6016铝合金进行了不同的表面处理，包括光板表面、光板+钛锆涂层、毛化表面、毛化+钛锆涂层，通过扫描电镜、结痂腐蚀(SCAB)及丝状腐蚀(FFC)试验，对比了不同表面6016合金的表面微观形貌和腐蚀结果。结果表明，毛化处理与钛锆处理可减少合金表面轧制和碱洗产生的细微裂纹，使合金表面更均匀，从而提升了合金耐SCAB腐蚀和耐FFC腐蚀的能力。     

稀土与激光表面重熔对喷涂层耐蚀性的影响

针对氧化铝涂层的层状结构和多孔性特点，通过控制工作层与底层的粉末成分以及对喷涂层表面进行激光重熔等方法，实现封孔和改变原有涂层组织结构，提高涂层抗腐蚀性能。试验表明，在喷涂粉末中添加适量的稀土，或者对喷涂层表面进行激光重熔，不仅可以改变涂层的组织结构、减少或消除喷涂态氧化铝涂层中的疏松和气孔等缺陷，并且显著提高了涂层的抗腐蚀性能。     

含Mn中间层钛基二氧化锡电催化电极的性能

采用高温热氧化方法制备了含Mn中间层的钛基二氧化锡电催化电极Ti/Mn/SnO2.采用SEM、EDX以及XPS等检测方法对电极表面涂层的形貌、元素组成及元素化学态进行了分析,研究了所制备Ti/Mn/SnO2电极电催化氧化降解苯酚的性能.结果表明,Mn中间层的引入降低了电极对苯酚的电催化降解活性,使电极的使用稳定性大为提高.含Mn中间层的存在,可防止电化学反应过程中析出的氧向基体的扩散,离子对Mn2 /Mn4 与Sn2 /Sn4 的存在改变了SnO2电极表面催化剂的组成和结构,导致电极性能变化.