后处理工艺对硼掺杂金刚石电极膜/基结合性能的影响

为改善硼掺杂金刚石(boron-doped diamond,简称BDD)涂层电极的膜/基结合性能,利用热丝气相沉积法(HFCVD法)制备了BDD涂层电极,研究了退火时间和退火温度对涂层电极上BDD膜的残余应力和膜/基结合性能的影响.采用XRD残余应力测试仪对BDD膜的残余应力进行了测试,采用压痕法对BDD涂层电极膜/基结合性能进行了检测.结果表明:(1)在测试范围内,随退火温度升高、退火时间延长,后处理效果提高;(2)在退火温度700℃、退火时间3h条件下,涂层电极上BDD膜的残余应力最大可降低45％,BDD涂层电极膜/基结合性能有所提高.     

电解水析氢非铂催化剂的设计与发展

氢能作为一种清洁、高能、无二次污染的"绿色能源",被认为是后石油时代解决能源危机和环境危机的理想能源之一。其中电解水析氢技术因反应高效、易控、无污染等特点而逐渐成为研究热点。目前析氢性能最好的催化剂依然是Pt基催化剂。然而Pt储量少、价格贵,无法满足大规模氢气生产的现实需求。因此,如何进一步提高现有非Pt催化剂的析氢性能或开发廉价高效的新型催化剂是实现电解水析氢规模化生产的关键。结合本课题组在电解水方面的研究工作,综述近几年非Pt析氢催化剂的研究新进展,重点介绍新型过渡金属化合物催化材料的结构设计与调控对析氢性能的影响,并对电解水析氢催化剂面临的挑战及发展方向进行展望。     

钌镍氧化物析氢活性阴极的制备工艺研究

通过热分解法制备了钌镍氧化物析氢活性阴极,考察了涂液不同金属含量和热氧化温度对活性阴极析氢电位和电极稳定性的影响,研究结果表明:涂液组成中钌掺杂量7％～11％,镍加入量控制在20％～23％为宜,热氧化温度应严格控制在450℃.同时根据涂层结构的表面形貌,分析了涂液元素组成和涂层结构的关系.分析结果表明:在最佳金属配比时...     

电沉积Ni-Fe-P非晶合金析氢阴极材料及其去合金化处理

目的 提高Fe电极的催化析氢性能。方法 较低温度条件下，在Fe基体表面电沉积一层非晶态Ni-Fe-P镀层，探究沉积电流密度、去合金时间等参数对Ni-Fe-P/Fe电极在碱性电解质中的电催化析氢反应的影响。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射对镀层的形貌、元素分布、物相进行分析。在碱性溶液中，利用电化学工作站对电极进行一系列性能测试。结果 在沉积温度为10 ℃的条件下，于Fe电极表面成功制备出了致密且元素分布均匀的Ni-Fe-P非晶合金镀层。获得的Ni-Fe-P/Fe电极电催化性能均优于Fe电极，其中电流密度30 mA/cm2条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极在析氢电流密度为10 mA/cm2时的过电位为174.2 mV，比Fe电极低约466.2 mV。在相同条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极，经240 s去合金化处理，电极过电位仅为121.6 mV，比Fe电极低约518.8 mV。结论 电沉积的Ni-Fe-P非晶合金镀层可以显著提高Fe电极的析氢性能。随着沉积电流密度的增加，Ni-Fe-P/Fe电极的析氢过电位减小，双电层电容和电化学工作表面积增大。对镀层进行适当的去合金化处理，形成的三维多孔结构可以减小电极的电荷转移电阻，有效降低电极的析氢过电位。     

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的 采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法 使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果 最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm²,沉积时间60 min,温度30 ℃。在1.0 mol/L KOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm²下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24 h时电流密度保持稳定,2 000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论 稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。     

TiO2-SnO2复合电极的制备及性能

以钛酸丁酯为先驱体、无水乙醇为溶剂、二乙醇胺为鳌合剂,采用溶胶-凝胶浸渍提升法制备钛基TiO2-SnO2复合电极.借助于含油废水化学需氧量(COD)的去除效果和紫外吸收光谱考察了电极的电催化氧化能力.并采用SEM、XRD和EDX等表征方法分析了Sn的掺杂对所制备电极表面形貌、涂层晶体结构和电极表层的元素组成的影响,通过电化学线性伏安扫描测定了其析氧电位,分析了电极结构与电催化特性之间的关系.结果表明,当热处理温度为500℃时,所制备电极的涂层中TiO2主要为锐钛矿型,掺杂适量Sn后,电极的表面变得更加平滑、致密,涂层表面晶粒明显细化.当Sn的摩尔掺杂比为n(Ti):n(Sn)=100:10时,复合氧化物涂层电极的电催化性能最好,电极的析氧电位为2.1 V,此电极处理含油废水60 min时,COD去除率达到了87.5%,较未添加Sn的电极相比对COD的去除率提高了26.7%,这说明掺杂适量的Sn提高了电极的催化性能.     

电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5 贮氢合金电极电化学性能的影响

采用电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)和电化学测试研究了在6 mol/L KOH电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5贮氢合金电极电化学性能的影响.结果表明,合金电极外表面上被镀上Cu膜,Cu膜的厚度和致密性随充放电循环次数的增加而增加,合金电极表面形成致密性Cu膜,可以有效地抑制电极内部贮氢合金的氧化,但对贮氢合金颗粒粉化的抑制作用不明显.在电解液中添加Cu(OH)2,增加了La2MgNi7.5Co1.5合金电极的活化次数,降低了该合金电极的高倍率放电性能,但对合金电极的最大电化学放电容量没有负面影响.此外,利用电沉积方法在电极表面镀Cu膜能够明显改善该合金电极的电化学循环稳定性.     

不同退火工艺Pt电极上沉积溶胶凝胶Pb(Zr,Ti)O_3薄膜的织构演化(英文)

利用溶胶凝胶工艺在Pt电极上沉积了PZT薄膜,选用传统退火及其快速退火工艺制备两种Pt基底(CTA-Pt和RTA-Pt),并采用X射线衍射广角及其ù扫描技术分别研究了Pt电极退火工艺对溶胶凝胶PZT结构及其织构演化的影响.研究结果显示:在传统退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜为(111)择优取向,而在快速退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜表现为(100)织构;分析表明PZT薄膜的织构演化可能与Pt电极在不同退火工艺下的内应力差异有关.     

Cr掺杂对Cu/Si(100)薄膜体系的微观结构及电阻率的影响

利用简易合金靶在Si(100)衬底磁控溅射制备Cu、Cu-1.19%Cr和Cu-2.18%Cr薄膜,研究Cr对Cu薄膜在300～500 ℃真空退火前后的结构和电阻率的影响.X射线衍射分析表明Cu及Cu(Cr)薄膜均呈现Cu(111) 和Cu(200)衍射峰,并且Cu(Cr)薄膜一直保持较强的(111)织构.原子力显微分析表明Cu薄膜在500 ℃退火时,薄膜与硅基底发生明显的互扩散,薄膜表面的致密度及平整度下降;而Cu(Cr)薄膜在退火时保持较高的致密度,Cr显著提高Cu/Si薄膜体系的热稳定性.Cu(Cr)薄膜的电阻率随温度升高先减小而后增加,在400 ℃及500 ℃退火30 min后分别达到最小值2.76 Μω.cm和2.97 μΩ.cm,与纯Cu膜相近(2.55 μΩ.cm).Cu(Cr)薄膜退火电阻率的大幅度减小与薄膜晶粒尺寸的增加以及Cr的扩散有关.适量的Cr掺杂和合理的退火工艺使得Cu(Cr)合金薄膜在高温互连材料方面具有很大的应用前景.     

退火对Co/Cu多层膜微观结构和磁性能的影响

研究了退火对磁控溅射Co/Cu多层膜微观结构和磁性能的影响。用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)观察了沉积态及在不同温度退火后Co/Cu多层膜表面及截面的显微组织,用能谱仪(EDS)分析了退火后Co/Cu多层膜截面的元素分布,用综合物性测量系统(PPMS)对Co/Cu多层膜的磁滞回线进行了测量。表面显微组织的观察结果表明退火温度低于450℃时,多层膜表面形貌变化不大,均是由细小的晶粒组成。退火温度高于该温度后,随退火温度的升高,晶粒迅速长大。截面显微组织的观察结果和元素分布的测试结果表明,磁控溅射的Co/Cu多层膜内有大量柱状晶,随退火温度升高柱状晶长大。当退火温度达到600℃后,多层膜内的层状结构被破坏。磁滞回线的测量结果表明,退火温度低于400℃时,Co/Cu多层膜的磁性能变化不大,退火温度高于该温度后,随退火温度升高,矫顽力迅速增大。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Role of Martensite-Austenite Component of Bainitic Structure in Formation of Properties of Pipe Steel. 1. Effect of Parameters of TMT

Metal Science and Heat Treatment - The effect of parameters of hot rolling and controlled cooling on formation of the martensite-austenite component of bainitic and ferritic-bainitic structures in...     

V法造型主要设备常见故障分析

V法造型工艺在铸造行业已经被广泛应用,但V法造型设备的发展却比较缓慢。由于非标设备的缘故,设备在安装调试和使用过程中,经常发生故障,影响设备的正常使用。本文列举了V法造型设备经常出现的故障,分析了故障的原因和解决方案。