二组元（RuO2-TiO2）及三组元（RuO2-SnO2-TiO2）Ti阳极涂层的微观组织对其电化学性能的影响

通过热分解法制备了二组元（RuO₂-TiO₂）和三组元（RuO₂-SnO₂-TiO₂）Ti阳极涂层,并通过SEM、XRD以及电化学工作站对其结构及性能进行测试。结果表明：在烘干温度130 ℃,热氧化温度500 ℃,烧结时间15 min,退火时间1 h的条件下,所制备的三组元（RuO₂-SnO₂-TiO₂）Ti阳极涂层性能较为优异,析氯电位为1.128 V,析氧电位为1.674 V。在二组元（RuO₂-TiO₂）涂层中加入Sn组元,可以减少贵金属Ru的使用量,降低钛阳极涂层的成本;而且所形成的SnO₂可提高涂层表面的电催化活性,降低电极的析氯电位、析氧电位,延长电极的工作寿命。     

含铂中间层二氧化铅阳极的制备及其性能

钛基二氧化铅阳极广泛应用于电解工业,但使用过程中会因钛基体的氧化和二氧化铅活性层内应力较大而失效.为解决这些问题,进行了含铂中间层二氧化铅阳极的研究.对钛基体预处理,在480℃下烧结制备铂中间层,然后电沉积二氧化铅活性层.通过SEM分析铂中间层和阳极活性层的表面形貌,XRD分析中间层的成分以及相结构,Tafel曲线分析二氧化铅阳极的电化学性能,加速寿命试验分析阳极的使用寿命.结果表明,含铂中间层二氧化铅的加速寿命大约是含α-PbO2中间层二氧化铅阳极的加速寿命的3倍.     

稀土铒改性钛基PbO2电极的制备和性能

采用电沉积法制备了稀土铒改性钛基PbO₂电极,用SEM、EDS和XRD技术分析了表面物相和结构,用EIS、线性极化扫描、荧光光谱分析和苯酚降解实验对其性能进行了表征。结果表明,稀土铒改性钛基PbO₂电极镀层的结构主要为β-PbO₂晶型,其晶粒明显细化,比表面积增大;电致生成羟基自由基的能力是未改性电极的2.3倍;改性电极具有更小的电化学反应电阻和更高的阳极析氧过电位。苯酚降解实验表明,稀土铒掺杂改性明显提高了钛基PbO₂电极的电催化性能,2h降解率达91.8%。     

含铂钛合金中间层的铱钽涂层钛阳极的研究

本文从延缓钛基体的钝化、提高铱钽氧化物涂层钛阳极寿命的思路出发，采用激光合金化的方法研制含铂钛合金中间层的铱钽氧化物涂层钛阳极。采用SEM观察了中间层的表面及截面形貌，用XRD分析了中间层的成分及相结构，采用拉开法测试了中间层与基体的附着力，用电化学分析仪分析了阳极的电化学特性，采用加速寿命试验测试了加速使用寿命，研究结果表明，通过制备铂钛合金中间层的方法可以显著延长铱钽氧化物涂层钛阳极的寿命。     

铂中间层的制备及对铱钽涂层钛阳极性能的影响

本文从延缓涂层钛阳极基体钝化的角度出发,采用电镀、刷镀、磁控溅射三种工艺在钛基体上制备了含铂中间层;利用SEM研究了三种不同中间层的表面形貌;采用拉开法测试了中间层与基体的附着力;利用XRD分析了三种不同的铂中间层的成分及相结构.本文还系统对比研究了含不同中间层的涂层钛阳极的表面形貌、电化学性能以及加速寿命.研究结果表明含磁控溅射镀铂中间层的涂层钛阳极的寿命最长.     

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。     

RuO2-TiO2/Ti阳极的研究进展

钌系涂层钛阳极具有稳定性好、电催化活性高、环境友好等特点,在电解水、阴极保护以及电化学除垢等领域具有广泛的应用前景。其中,涂层中二氧化钌(RuO₂)的比例与存在形态是决定其电催化活性和稳定性的关键。在涂层钛阳极的制备中,热分解法因其操作简单、成本低、易工业化生产等优势而被广泛使用。介绍了目前在电解行业广泛应用的钌系涂层钛阳极——RuO₂-TiO₂/Ti阳极的应用领域,简述了RuO₂-TiO₂/Ti阳极中钌钛氧化物的特点和作用,并对RuO₂-TiO₂/Ti阳极的失效原因和制备工艺进行了阐述。主要综述了前处理、涂液组分比例、涂液浓度和烧结温度等工艺参数对通过热分解法制备的钛电极稳定性和电催化活性的影响,以及针对RuO₂-TiO₂/Ti阳极的失效原因提出钛阳极未来的改进方向,旨在促进本领域研究者更深入地了解钌钛阳极的特点、失效原因以及如何制备性能优良的涂层钛电极。     

锌电沉积阳极的研究进展

锌电沉积生产中,传统铅阳极因成本低、导电性好、易加工等优点而被广泛应用,但铅阳极在电解过程中的腐蚀也导致锌产物污染、电解液污染及阳极损耗等问题。提高阳极的电化学活性及耐蚀稳定性成为锌电沉积工艺的重要研究方向之一。近年来,学者们基于铅阳极的耐腐蚀机制,研发了多种电化学性能优异的耐腐蚀阳极,包括铅合金阳极、复合PbO₂阳极和过渡金属氧化物涂层阳极等。本文综述了铅阳极、铅合金阳极、PbO₂阳极和过渡金属氧化物涂层阳极等锌电沉积阳极的研究进展,对锌电沉积阳极的发展方向进行了展望。      

全沉积型铅酸液流电池石墨毡正极的性能

以石墨毡为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池体系,研究了PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的电化学反应动力学特征和电极表面改性处理对PbO₂/Pb（Ⅱ）电对反应动力学行为的影响。结果表明:实验测得的PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的平衡电极电位值为1.25 V,与理论值接近,且电极反应在平衡状态下的动力学特性较好;循环伏安曲线的氧化峰与还原峰电位分别为1.54 V和1.238 V,表明石墨毡电极Pb（Ⅱ）与PbO₂之间的还原反应比氧化反应更容易;在浓酸、热、热与酸结合三种表面改性方法中,以浓甲基磺酸处理的石墨毡表面电化学活性最好。     

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.     

PEG/CPB复配改性二氧化铅电极的制备和性能

用电沉积法制备表面活性剂聚乙二醇（PEG）和溴化十六烷基吡啶（CPB）复配改性PbO₂电极,用SEM、XRD、电化学阻抗谱（EIS）和线性极化扫描（VA）等方法对其微结构和电化学性能进行了表征。结果表明,PEG/CPB复配改性在改善PbO₂镀层微结构中产生协同增效作用,使电极表面颗粒进一步细化均匀;复配改性电极明显提升了苯酚的催化降解活性,在2.5 h内对100 mg·L^-1苯酚溶液的降解率为98.7%。PEG/CPB复配改性电极电催化活性的提升与电极的活性表面积增大、电化学反应电阻减小和析氧电位的提高有关。     

含Mn中间层提高钛基SnO2电催化电极的稳定性

采用浸渍法和溶胶-凝胶法分别制备了含Mn中间层和SnO_2表面催化层,并结合高温热氧化工艺制备了Ti/SnO_2和Ti/MnOx/SnO_2电催化电极.采用SEM、EDS和XPS等方法对两种电极进行了表征,使用大电流加速寿命实验详细研究了涂层的表面形貌、元素组成和化学态对两种电极稳定性的影响.结果表明:Ti/MnOx/SnO_2电极的稳定性是Ti/SnO_2电极的4.8倍,涂层使电极的稳定性显著提高.致密的涂层和较多的晶格氧能有效减少或阻止阳极的腐蚀,是电极稳定性提高的主要原因.     

Thickness dependence of structural and ferroelectric properties of sol-gel Pb(Zr0.56Ti0.44)0.90(Mg1/3Nb2/3)0.10O3 films

Sol-gel Pb(Zr_0.56Ti_0.44)_0.90(Mg_1/3Nb_2/3)_0.10O₃ (PZT-PMN) films were prepared onto the Ti/Pt/Ti bottom electrode by multilayer spin coating. The film thickness ranged from 0.22 to 0.88 μm. The Pt top electrodes were deposited on the PZT-PMN films by DC sputtering. The structural and ferroelectric properties of PZT-PMN films were investigated as a function of film thickness by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM), and by measuring the relative permittivity. The film retains the tetragonal perovskite structure with the [111] and [100] preferred orientations perpendicular to the film surface independent of film thickness. The [100] texture increases with increasing film thickness although the [111] texture is always predominant. The film consists of columnar grains. The average grain size is nearly independent of film thickness. The surface layer containing fine grains about 30 nm in diameter is induced on the top of the film. As the film thickness exceeds 0.44 μm, the number of the fine grains decreases remarkably. The crystalline interface layer about 10 nm thick is formed between the film and the bottom electrode. This interface layer is composed of Pt, Pb, Zr, Ti and O, while it is rich in Ti and deficient in Pb and O as compared with the inside of the film. The measured relative permittivity of the film increases with increasing film thickness, following the low permittivity interface model. On the basis of this model, the relative permittivity is estimated to be 3200 for the intrinsic PZT-PMN film, 750 for the surface layer and 50 for the interface layer.     

YSZ-Ti3AlC2热障涂层及其高温自愈合行为

采用Ti₃AlC₂作为新型自愈合剂, 利用大气等离子喷涂将混合均匀的YSZ-Ti₃AlC₂粉体制成厚涂层。为观测高温下涂层氧化及裂纹的自愈合行为, 通过外加载荷的方式在涂层表面预制裂纹, 并将样品置于1050℃空气气氛中进行热处理。通过分析涂层制备、热处理前后的物相和形貌演变发现：涂层中的部分Ti₃AlC₂在喷涂后分解为TiC, 热处理后涂层表面形成外层为TiO₂, 内层为TiO₂和Al₂O₃混合物的双层结构。在自愈合过程中, 裂纹内的愈合剂氧化生成Al₂O₃与低密度的TiO₂, 随着扩散控制的氧化反应不断进行, 氧化物逐渐积累并填补裂纹。此外, 在TiO₂生成的同时引起的体积膨胀使裂纹周围产生一定的压应力, 强化愈合效果, 最终完全愈合裂纹。     

超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层的高温硫腐蚀性能

超（超）临界机组锅炉管在硫含量较高的烟气环境中常遭受严重的高温硫酸盐及硫化腐蚀,成为锅炉安全的隐患。在2Crl3不锈钢表面利用超音速火焰喷涂（HVOF）制备了NiCr金属陶瓷涂层（1375VM和TPRI—A）,并用超音速电弧喷涂（SWAS）制备传统45CT涂层以作比较,研究了各涂层在700℃,H2—1％H2s环境中的硫...     

TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织及高温抗氧化性能

通过在1050℃下Si-Al-Y扩散共渗0~4 h在TiAl合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层, 分析了共渗层的结构及相组成, 并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明: 1050℃共渗4 h所制备的共渗层具有多层结构, 由外向内依次为TiSi₂外层、(Ti,X)₅Si₄及(Ti,X)₅Si₃(X表示Nb, Cr)中间层、TiAl₂和γ-TiAl内层及富Al的过渡层, 其中Y元素主要富集于共渗层的外层和中间层。不同时间共渗的结果表明, Si-Al-Y共渗层的形成是一个在基体表面先沉积Al, 后沉积Si的有序过程。经1000℃高温氧化20 h后共渗层表面形成了由TiO₂外层及SiO₂·Al₂O₃次外层组成的致密氧化膜; Y的氧化物主要存在于氧化膜与残余共渗层的界面处, 能够有效地增强膜层的附着力。     

功能化纳米TiO2/环氧树脂超疏水防腐复合涂层的制备与性能

超疏水材料在金属防腐领域具备巨大的潜在应用前景。为得到疏水性能及防腐性能俱优的纳米TiO₂/环氧树脂复合涂层材料,首先以三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂表面功能化;以全氟辛基甲基丙烯酸酯对固化剂二乙烯三氨(DETA)进行氟化;最后通过一步共混法和两步喷涂法分别制备出两种复合涂层。利用FTIR、XPS、1HNMR分析氟化固化剂(F-DETA)和氟化纳米TiO₂(f-TiO₂)的物相组成和组织结构。接触角测试仪和静置实验表明,当三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶15时f-TiO₂的性能最佳,所制备的复合涂层接触角达到164.9°。SEM表征结果显示通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具备更均匀的粗糙表面、涂层内部孔隙率较低且环氧树脂层与f-TiO₂层具备梯度结构。摩擦实验证明两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层的超疏水性具备较好的机械稳定性。Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具有优异的防腐性能,其腐蚀抑制效率高达99.99%。      

Influence of bilayer period on the characteristics of nanometre-scale ZrN/TiAIN multilayers

In the last decade, considerable research effort was directed to the deposition of multilayer films with layer thicknesses in the nanometer range (superlattice coatings), in order to increase the performance of various cutting tools and machine parts. The goal of the present work was to investigate the main microstructural, mechanical and wear resistance characteristics of a superlattice coating, consisting of alternate multilayer ZrN/TiAIN films, with various bilayer periods (5 / 20 nm). The coatings were deposited by the cathodic arc method on Si, plain carbon steel and high speed steel substrates to be used as wear resistance surfaces. The multilayer structures were prepared by using shutters placed in front of each cathode (Zr and Ti+Al). The characteristics of multilayer structures (elemental and phase composition, texture, Vickers microhardness, thickness, adhesion, and wear resistance) were determined by using various techniques (AES, XPS, XRD, microhardness measurements, scratch, and tribological tests). A comparison with the properties of ZrN and TiAIN single-layer coatings was carried out.     

Preparation and photoelectrochemical properties of Ti1−xVxO2 solid solution thin film photoelectrodes with gradient bandgap

A design of a gradient bandgap Ti_1−xV_xO₂ thin film electrode for wet-type solar cells is provided. The gradient bandgap film electrodes were prepared by heating stacked layers of varying V/Ti ratios using the sol-gel method. A composition gradient was observed for some of the samples by X-ray photoelectron spectroscopy although it was not very large. For the Ti_1−xV_xO₂ film electrodes, conspicuous visible light photoresponse and photoelectrochemical stability were observed. The photocurrent increased with increasing bias potential. However, the photocurrent onset potentials of the Ti_1−xV_xO₂ film electrodes were more positive than those of TiO₂ film electrodes, probably owing to the high surface state density introduced by the diffusion of vanadium ions.