泡沫镍基镍硫合金涂层形貌、结构和析氢性能研究

在含有柠檬酸、硫脲和少许糖精的Watt镀液中,用电沉积的方法在镍泡沫基体上制备了镍硫合金涂层.各层涂层的形貌用SEM分析,各层硫量的分布用EDX测量.第1层涂层的结构用XRD测定.对各种电极包括镍泡沫基、镍网基上镍硫涂层电极,空白镍泡沫、镍网电极等的极氢电位进行了测量,研究了不同温度下镍泡沫基镍硫涂层电极的析氢活性.结果表明,镍泡沫基Ni-S涂层电极的析氢活性比镍网基Ni-S涂层电极活性高得多.镍泡沫各层硫量呈梯度的分布规律,由表及里硫含量逐步降低,中心层硫含量最低.各层表面微细颗粒大小及其均一性不相同,第1层的颗粒尺寸大于其它层的颗粒,其大小均一性也较其它层差.镍硫涂层是镍和Ni3S2组成的非晶态,使涂层具有丰富的表面积和氢气析出反应的活性中心.在加热的电解液中,在60℃以下和60℃以上的温区内电极析氢反应的机制不完全一样,受温度影响的程度也不一样.4000A/m2、90℃时,这种电极的析氢电位比15℃时析氢电位低180mV.     

锂硫电池正极材料Ni_3S_2/C/S的制备及电化学性能

以配合物为模板和镍源,蔗糖为碳源,通过一步高温法获得片状硫化镍/炭(Ni_3S_2/C)材料。采用XRD,SEM,FT-IR,XPS对制备的材料进行表征。以此材料作为锂硫电池正极活性物质的载体并进行充放电等测试,结果表明,在0.2C的倍率下,硫电极首次放电容量为1392.7mAh/g,循环100次后的放电容量仍然保持有1009mAh/g,表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性。进一步研究表明Ni_3S_2在改善硫电极性能和抑制穿梭效应发挥重要作用。     

基于多相硫化镍铁的高效析氧电极材料（英文）

开发高效和低成本的析氧电极材料是工业电解水制氢技术发展道路上至关重要的技术难题.本文利用溶剂热方法将镍铁水滑石阵列转化为具有铁掺杂的多相硫化镍(NiS和Ni3S2)阵列,制备出一种具有高效析氧性能的电极材料.粗糙的纳米片表面有利于高活性位点的暴露.电化学分析表明其仅需要100 mV的过电位就可以达到10 mA cm^-2的电流密度,相对于镍铁水滑石阵列降低了130 mV.我们进一步通过密度泛函理论计算来揭示其活性提升机理,发现具有部分S氧化的Fe掺杂NiS可以极大地降低析氧反应中间体形成的阻力,从而加快催化反应进行,提高催化活性.另一方面,(Ni,Fe)S和(Ni,Fe)3S2与三维多孔泡沫镍结构有很好的结合作用,反应电子可以通过金属性的二硫化镍相进行高效传输,进一步加速析氧催化进程.     

化学镀制备高温质子导体镍电极及其电化学性能

采用化学镀在高温质子导体CaZr_0.9In_0.1O_3-δ (CZI)的电解质陶瓷表面沉积金属镍电极, 通过SEM显微结构分析比较了酸刻蚀和还原工艺对电极形貌以及电极-电解质界面的影响。结果表明, 使用HNO₃-HCl混合刻蚀液, 并以水合肼为还原剂的二次化学镀可获得颗粒均匀细小且界面结合良好的镍电极。通过电化学阻抗谱并结合浓差电池等方法研究比较了以化学镀镍电极和涂覆焙烧铂电极为电极, CZI为电解质的对称电池的电导率和质子迁移率。工作温度为800℃时, 镍电极高温质子导体的总电导率为4.131×10^-4 S/cm, 并且工作温度在400℃以上时, 镍电极对称电池的质子迁移率均接近100%。这些结果表明, 二次化学镀制备的镍电极具有与铂电极相近的电化学性能, 而成本则更低, 可以取代Pt电极用于高温质子导体的电化学器件中。     

化学电源用泡沫镍的性能研究

作为化学电源的一种重要的电极基体材料,泡沫镍的机械特性和电学特性不仅直接影响到电池极板的综合性能,而且与电池大规模工业化生产的可行性及经济性直接相关.泡沫镍的性能参数包括各向异性、厚度、面密度、镍丝体结构、孔率、孔形等直接影响上述特性.在实际生产中可通过对泡沫基材的选择和生产过程优化控制这些参数.本文根据化学电源对基体材料机械特性和电学特性的要求,结合电池的制造工艺对泡沫镍在化学电源领域的应用进行了专题研究.     

空气中烧成镍电极与PTCR的欧姆接触

对用厚膜烧成法在PTCR半导瓷上制备镍电极进行了研究。实验表明空气中烧渗镍电极可以和PTCR形成良好的欧姆接触。讨论了镍电极的形成机理及其与PTCR半导瓷的接触特性。     

聚苯胺修饰镍电极的防腐蚀性能

为了扩大导电聚合物聚苯胺的应用范围,采用循环伏安法在镍电极表面电化学合成聚苯胺(PANI),制备了聚苯胺修饰镍(PANI-镍)电极。用极化曲线、开路电位-时间曲线及交流阻抗谱分析了PANI-镍电极的防腐蚀性能。结果表明:与镍电极相比,PANI-镍电极的自腐蚀电位正移了150 mV,自腐蚀电流降低为原来的1/19;PANI-镍电极在3%NaCl溶液浸泡4 000 min后PANI膜逐渐失去作用,16 000 min后开始大面积剥离;PANI膜对镍电极的保护机理是屏蔽作用。     

二硫化钼对锂硫电池正极材料性能的影响机理

炭黑具有良好的导电性、价格较低、来源稳定、可大量制备等优点,可有效提高硫正极材料的导电性,改善电极的动力学性能。二维层状结构的二硫化钼(MoS_2)因其含有的金属-硫键可以与多硫化物通过静电作用或化学键作用结合,从而可以有效地抑制锂硫电池存在的穿梭效应,提高锂硫电池的倍率性能。本文采用球磨法和水热法制备了硫/炭黑复合材料以及类石榴状硫/炭黑/层状MoS_2复合正极材料,并研究了该复合正极材料的性能。研究结果表明,硫/炭黑/层状MoS_2复合正极材料有效提高了电池的比容量,改善了电池的倍率性能和循环稳定性。在0.2 A/g倍率下,初始放电容量可达767.9 mAh/g。     

基底对CoS电极材料电化学性能的影响研究

以六水合氯化钴(CoCl_2·6H_2O)为钴源、硫脲[CS(NH_2)_2]为硫源,采用电化学沉积法分别在泡沫镍(NF)和三维石墨烯(3DGE)/泡沫镍(3DGE/NF)两种基底上制备三维硫化钴/石墨烯/泡沫镍(3DCoS/GE/NF)和硫化钴(CoS)/泡沫镍(CoS/NF)电极。通过考察NF与3DGE/NF两种基底对电极电化学性能的影响,可知3D GE/NF基底由于具有高品质、高导电性的石墨烯,促进了电极与电解液的电荷传输,能够有效提高电极材料的比容量和循环倍率性能。在1A/g电流密度下,3DCoS/GE/NF比容量达到2320F/g,高于CoS/NF电极的比容量(1269F/g),即使在20A/g时,3DCoS/GE/NF电极比容量仍有1638F/g,且在10A/g大电流密度下经过500次循环后,3DCoS/GE/NF的比容量保持率为73.44%,远远高于CoS/NF的比容量保持率(44.69%)。     

硫化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学储能性能研究

通过水热法、火焰辅助微波法等控制氧化石墨烯(GO)的还原度，制备了一系列具有不同还原度的还原氧化石墨烯(RGO),并以这些RGO为前驱体，以六水氯化镍(NiCl₂·6H₂O)、2-巯基丙酸(C₃H₆O₂S)为镍源和硫源，通过水热法合成了系列硫化镍/RGO(NS/RGO)复合材料。通过粉末X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和电化学工作站对材料的晶型结构、形貌特征及电化学储能性能进行了研究。结果表明：RGO的还原度高低不仅显著地影响了NS的晶型结构，而且改变了NS的形貌特征；利用超过140℃水热还原获得的RGO制得的NS/RGO复合材料中NS晶型以Ni₃S₄主，且形貌由棒状变成了球状；尤其，利用140℃还原获得的RGO制备的NS/RGO具有最强的电化学储能能力，比电容高达3331.6F/g。可为下一代新型电极活性材料的设计和构筑提供新思路。     

硅烷化甲氧基聚乙二醇接枝改性镍钛合金

采用甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料,经甲苯二异氰酸酯(TDI)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂进行硅烷化反应制备的产物-硅烷化甲氧基聚乙二醇(MPEG-Si),对经过氩低温等离子体处理后的镍钛合金进行表面接枝改性.研究了溶液酸度对MPEG-Si接枝镍钛合金的影响.利用全反射付立叶变换红外光谱和原子力显微镜对接枝层表面化学结构进行了分析和表征,实验结果表明,沉积的涂层具有MPEG-Si大分子结构特性,当pH=2时,MPEG-Si能够均匀地接枝到镍钛合金表面,并且高分子薄膜层晶粒均匀致密;体外抗凝血实验证明,表面接枝MPEG-Si可以有效改善镍钛合金的抗凝血性能.     

动态硫化聚氯乙烯／橡胶共混型热塑性弹性体的研究

本文选用硫磺、二硫化四甲基秋兰姆和2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三种硫化体系及聚氯乙烯与丁腈橡胶和丁苯橡胶的共混物,用动态硫化法制备了一类性能优异的材料——聚氯乙烯/橡胶共混型热塑性弹性体,具有强度高、永久变形小、可重复加工等特点。考查了共混比、交联荆含量和品种、聚氯乙烯树脂品种、以及相容性等因素对此材料力学性能的影响。实验结果表明:交联剂品种和用量对力学性能有重要影响;聚氟乙烯与橡胶分子之间的相互作用力越大,则此共混型热塑性弹性体的力学性能越好。     

锂-硫电池用高体积比容量硫/铁酸镍复合正极材料

锂-硫电池因其较高的理论质量能量密度而广为人知.然而,与以重质过渡金属氧化物作为正极材料的传统锂离子电池相比,锂-硫较低的体积能量密度是其实际应用的瓶颈.此外,硫单质通常与轻质导电碳基底材料复合,以实现其电化学循环稳定性.这使得锂-硫电池实际体积能量密度更低.本文通过静电纺丝方法制备了铁酸镍纳米纤维,并将其用作新型载体...     

化学镀法制备Ni/SrCe0.95 Yb0.05O3-α陶瓷基电极

本文采用化学镀法在陶瓷基SrCe0.95Yb0.05O3-α表面镀镍制备Ni/SrCe0.95Yb0.05O3-α陶瓷基电极,利用扫描电镜观察Ni电极的表面和截面形貌,用EDAX测定镀层的成分,并初步探讨了在陶瓷基上化学镀镍的工艺条件.结果发现采用HF:浓H2SO4:K2Cr2O7溶液(体积比)为1:1:3的粗化液以及用异丙醇作敏化剂所得镍层最好.     

三维分级多孔结构钴镍复合微球的制备及其电化学性能研究

以六水硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]、六水硝酸钴[Co(NO3)2·6H2O]和尿素[CO(NH2)2]为原料,采用水热法制备了分散性良好且尺寸均一的钴镍复合物微球(CoNi-CM)。独特的三维分级多孔结构有效提高了CoNi-CM在电化学中参与氧化还原反应及电解质离子传输的能力。三电极测试结果表明,CoNi-CM电极材料表现出高比电容、高倍率性能及优异的循环稳定性,有望成为组装高性能超级电容器的备选电极材料。     

硫化镍引发钢化玻璃自爆的临界尺寸及影响

基于变形协调关系及均强度理论, 定量计算了硫化镍相变体积膨胀对玻璃的挤压应力、因硫化镍和玻璃热膨胀系数不匹配导致的内应力及以上两者协同作用下导致的硫化镍颗粒周边的局部集中应力的影响, 分析了硫化镍直径、玻璃局部强度及环境温度对钢化玻璃自爆的影响, 确定了引发钢化玻璃自爆的硫化镍颗粒的临界直径。研究结果表明: 硫化镍颗粒周边的周向集中应力(拉应力)是导致钢化玻璃自爆的根本原因。随着硫化镍直径的增大, 其周向应力也增大, 但不呈线性关系, 当颗粒直径小于0.2 mm时, 其周向应力迅速降低, 而当颗粒直径大于0.5 mm时, 其周向应力增大幅度变缓。随着钢化玻璃表面应力的增大, 引发自爆风险的硫化镍临界直径逐渐减小, 直径小于0.1 mm的硫化镍很难引发钢化玻璃自爆。周向应力与环境温度升高呈线性增长趋势, 且大颗粒尺寸的硫化镍周向应力增长速率更快。     

多层镍工艺的日常维护

多层镍以其精美的装饰效果和优越的防腐蚀性能在工业生产的各个领域中得以广泛的应用 ,其中最常用的多层镍工艺包括 :半亮Ｎｉ 高硫Ｎｉ 亮Ｎｉ Ｃｒ,半亮Ｎｉ 亮Ｎｉ镍封 Ｃｒ等多种 ,最近有的厂家在三镍的基础上推出了防腐蚀性能更为优越的“半亮Ｎｉ 高硫Ｎｉ 亮Ｎｉ 镍封 Ｃｒ”四镍新工艺 ,但由于镍封的使用过程易出现“倒光”现象 ,处理过程也比较麻烦等 ,在使用的过程中有名无实 ,应用受到限制 ,本文对使用最为广泛的“半亮Ｎｉ 高硫Ｎｉ 亮Ｎｉ Ｃｒ”的日常维护作几点说明。(1)水质的选择　大规模的连续生产所用配槽水和补充水最…     

从二镍到三镍的工艺改造

我厂是专业生产摩托车减震器的厂家,所采用的电镀工艺是：半亮镍－亮镍－Ｃｒ。镀层厚度为２５μｍ,防护等级为８级。由于客户对我厂的产品不断提出新的要求,需要将原工艺更新为：半亮镍－高硫镍－亮镍－Ｃｒ三镍工艺、三镍工艺是在双层镍的基础上又补充了高硫镍、镍封闭及高应力镍等新工艺,它以其独特的防护－装饰性能在交通运输行业得到了广泛应用,本人对我厂旧的双镍工艺进行了比较成功的改造,现就一些技术及管理经验介绍一下。１　添加剂的选择 对旧工艺的改造首先是选择合适的添加剂,市场所售添加剂已经历４代,第一代镀镍添加…     

钒酸镍/生物质碳复合材料的制备及其作为超级电容器性能的研究

由于钒酸镍(Ni₃V₂O₈)中钒(V)和镍(Ni)元素存在多价态变化，具有化学活性高、理论比电容大，而受到广泛关注。以NH₄VO₃、H₂C₂O₄和Ni(CH₃COO)₂为试剂，蒲棒绒毛为原料，两步水热法制备了钒酸镍/生物质碳复合材料(Ni₃V₂O₈/BC)。结果表明：Ni₃V₂O₈/BC其在三电极体系下电流密度为1.0A/g时，具有较高的比电容为达到953F/g。因此，Ni₃V₂O₈/BC复合材料是作为高性能超级电容器的潜在材料。     

一种二次自对准的镍微静电马达

设计出一种微静电ｗｏｂｂｌｅ马达，定子电极的一部分重叠在转子之上，微马达用二次自对准的准ＬＩＧＡ技术制作，电铸镍作结构层，电铸铜作牺牲层，得到的转子与定子，转子和轴的间隙分别为２．５和１．３μｍ。马达制备的关键工艺都在低温下完成。