银含量和β-PbO2镀层Al/Pb-Ag合金性能的影响

Al/Pb-Ag合金由于具有优秀的导电性和机械性能而有可能被作为一种不溶性阳极应用在电积锌中。本文用循环伏安曲线(CV)、阳极极化曲线、电化学阻抗曲线(EIS)和腐蚀速率测试研究了不同银含量和镀层的Al/Pb-Ag阳极的阳极行为和反应动力学;用X射线衍射仪和扫描电镜观察了阳极氧化膜层的组分和表面形貌。实验结果表明,电镀β-PbO2和高含量的银都能提高阳极的析氧活性、电催化活性以及耐腐蚀性。 Al/Pb-0.75%Ag镀β-PbO2具有最低的析氧过电位,其次是Al/Pb-0.3%Ag镀β-PbO2,再其次是Al/Pb-0.75%Ag,最后是Al/Pb-0.3%Ag。然而,与镀β-PbO2相比,高含量的银更能有助于提高阳极的耐腐蚀性。此外,四种阳极层的物相是α-PbO2,β-PbO2,Pb和PbO。     

Al/Pb/α-PbO_2复合惰性阳极材料的电化学合成（英文）

利用恒电流从碱性镀液中在Al/Pb表面电化学合成α-PbO 2沉积层,制备出Al/Pb/α-PbO 2复合惰性阳极材料。通过阳极极化法考察α-PbO 2镀液组成及镀液温度对在Al/Pb表面电化学合成α-PbO 2的影响,采用XRD和SEM分别测试Al/Pb基体材料及α-Pb O2沉积层的相结构和表面微观组织特征。结果表明:α-PbO 2的电化学合成分由几个不同的步骤完成;适宜的条件能有效提高α-Pb O2电化学合成速率并避免析氧副反应的发生;从碱性溶液中合成的α-Pb O2具有斜方晶型结构,沉积层由发育良好的圆球形晶胞构成。     

Ti/Co3O4/RuO2-IrO2纳米结构阳极电催化析氧研究

目的 研发含纳米结构Co3O4中间层的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO2-IrO2金属氧化物阳极的电化学析氧性能。方法 在Ti基底上电沉积制备Co(OH)2,烧结形成Co3O4纳米片结构,随后采用热分解工艺在Ti/Co3O4表面制备RuO2-IrO2电催化层,从而构建了Ti/Co3O4/ RuO2-IrO2复合阳极。使用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和电化学工作站对涂层的微观表面形貌、物相组成、电化学性能等进行观察与分析。结果 SEM显示出Ti/Co3O4纳米片上RuO2-IrO2的负载量随涂刷次数增加逐渐增多,最终完全遮盖Co3O4纳米片中间层。且随着RuO2- IrO2前驱体溶液涂覆次数的增加,XRD观察到RuO2-IrO2衍射峰强度在逐渐增大。TEM测试显示Co3O4中间层是由纳米颗粒堆叠组成且具有多孔结构。电化学极化曲线测试表明,涂覆三次RuO2-IrO2层的含Co3O4中间层阳极析氧电位最低,当电流密度达到10 mA/cm²时,析氧电位仅为1.326 V(vs. SCE),低于无中间层的Ti/RuO2-IrO2阳极(1.413 V)。循环伏安测试表明,Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的伏安电量达到62.83 mC/cm²,相较于Ti/RuO2-IrO2阳极的23.65 mC/cm²提高了166%。稳定性能试验表明,在经过1 000次循环稳定性试验后,加入Co3O4纳米片中间层的复合阳极的伏安电量降低了35.94%,低于无中间层阳极48.88%的伏安电量损耗率。循环极化试验后的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2复合阳极的电化学活性仍明显优于循环极化试验前的Ti/RuO2-IrO2阳极。结论 Co3O4纳米片中间层的加入使得Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的电催化析氧性能和稳定性都得到了提升。     

Pb-0.3%Ag/Pb-CeO2复合阳极材料电化学性能

采用双脉冲电沉积,在Pb-0.3%Ag(质量分数,下同)合金基体表面制备了Pb-0.3%Ag/Pb-CeO2复合阳极材料,研究了不同正向脉冲平均电流密度(2~5 A·dm-2)和镀液中CeO2颗粒浓度(0~20 g/L)下制备的复合阳极材料电化性能,在50 g·L-1 Zn2+,150 g·L-1 H2SO4,35℃溶液中测试了阳极极化曲线、循环伏安曲线和塔菲尔曲线,获得了析氧动力学参数、伏安电荷、腐蚀电位和腐蚀电流。结果表明:在正向脉冲平均电流密度为3 A/dm2和镀液中CeO2颗粒浓度为15 g/L下制备的Pb-0.3%Ag/Pb-CeO2复合阳极材料在[ZnSO4+H2SO4]溶液中具有较高的电催化活性,较低的析氧过电位,较好的电极反应可逆性和耐腐蚀性。在[ZnSO4+H2SO4]溶液中,复合阳极材料在测试电流密度500 A/m2下的析氧过电位为1.134V,比Pb-1%Ag合金降低37 mV;腐蚀电流为1.97×10-4 A,明显低于Pb-1%Ag合金,表现出了良好的耐腐蚀性能。     

碳钢表面导电PEDOT涂层的电化学制备及防腐性能

目的 在Q235钢基底上电沉积致密导电聚合物PEDOT涂层，利用PEDOT的良好导电性，避免电荷集中，提高Q235钢的防腐性能。方法 在十二烷基硫酸钠（SDS）和高氯酸锂（LiClO4）溶液中，通过电化学恒电流方法在Q235碳钢基底上电聚合EDOT。采用循环极化、开路电位监测（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）及扫描振动电极（SVET）等手段，研究导电PEDOT涂层与碳钢基底的电化学交互作用及其对基底腐蚀行为的影响规律。结果 在电流密度为5 mA/cm2的条件下，沉积的PEDOT涂层最完整、致密，具有球状团聚表面形貌。PEDOT/Q235电极在3.5%NaCl溶液中浸泡40 h后电偶电流密度为-15 μA/cm2，电偶电压为-715 mV。多次循环极化曲线基本重合，体现出良好的电化学稳定性。开路电位和EIS结果表明，PEDOT涂层4 d后钝化了基底，对基底产生保护。SVET结果证明，PEDOT涂层能够形成电子离域，避免电荷集中，涂层划痕区的电流密度从628 μA/cm2降低到23.8 μA/cm2。结论 PEDOT涂层可以减轻Q235基底在NaCl溶液中的腐蚀，其减缓腐蚀的能力归因于其结构致密、钝化基底及减少表面电荷集中。     

等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层的海水腐蚀磨损性能

基于等离子喷涂技术构筑了高耐磨、耐蚀的Al2O313%TiO2涂层（AT13涂层）,利用Rtec磨蚀试验机研究AT13涂层在干摩擦、去离子水和人工海水介质中的摩擦磨损性能,并利用电化学工作站分析了涂层在静态腐蚀和滑动磨损中的开路电位和极化曲线的变化,探讨了AT13涂层的腐蚀磨损机理。结果表明：热喷涂AT13涂层由αAl2O3、γAl2O3、金红石型TiO2和Al2TiO5相组成,其中富Ti相呈条带状分布于富Al基体中;AT13涂层在海水工况具有较好的润滑性,与干摩擦相比,其摩擦因数减小了0.15,且具有较好的稳定性;在3种工况下,AT13涂层都具有优异的耐磨损性能,海水润滑条件下,AT13涂层具有最小的磨损率,且随载荷的增加而减小;磨损过程加重了海水对涂层的腐蚀,但影响较小。     

离子液体对PbO_2电极电化学性能的影响

为了考察离子液体对钛基Pb O2电极电化学性能的影响,将离子液体1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)添加到Pb(NO3)2混合电积溶液中,通过阳极电氧化沉积制备得到钛基β-Pb O2形稳阳极Ti/β-Pb O2,对其电催化氧化活性及稳定性进行了考察,并与采用F-和十二烷基磺酸钠(SDS)为电积溶液添加剂制备的带有中间层的电极Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2进行了对比。结果表明,离子液体修饰电极材料的电催化活性和稳定性相比后者均有明显提高。对电极表面的SEM与XRD表征分析表明,添加离子液体制备得到的电极Ti/β-Pb O2活性层表面致密平整、结晶大小均匀、择优结晶取向发生明显变化。电化学循环伏安实验结果显示,电极Ti/β-Pb O2的析氧过电位(1.7 V)比Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2(1.6 V)稍高。     

铜电极表面电火花沉积ZrB_2-TiB_2复相涂层

采用粉末冶金法制备Zr B2-Ti B2复相材料熔敷棒,并通过电火花沉积工艺在铜电极表面制备Zr B2-Ti B2复相涂层。通过扫描电镜结合能谱分析研究了涂层的显微结构和元素分布,利用X射线衍射和显微硬度测试对涂层的物相组成与显微硬度进行检测。结果表明:直接熔敷Zr B2-Ti B2复相涂层致密性较差,且存在较多裂纹,与基体有明显分层,涂层物相为Cu、Zr B2和Ti B2;在预沉积Ni层(Ni层)上后沉积Zr B2-Ti B2,所得的多层涂层具有较好的致密性,且涂层与基体间无分层;中间层有Ti、Zr、Cu元素的扩散,说明涂层与基体为冶金结合;Zr B2-Ti B2复相涂层硬度为900 HV0.05稍高于多层涂层硬度(800 HV0.05)。     

新型Ti/Al复合基体对传统Ti基PbO_2电极性能的改善

对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度,探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术,分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明:Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀,活性层比表面积增大,电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中,在540℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3,该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%,极化电位下降18%,在0.2 A/cm2的电流密度下,电位降低了320 m V。经强极化测试,该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η,工业使用寿命长达10.4年,高出传统电极50%,具有良好的应用前景。     

温度对铂钽复合阳极电化学性能的影响

对铂钽复合阳极在200 mA/cm2的电流密度下进行了恒电流试验,通过测量动电位极化曲线以及电化学阻抗谱,研究了阳极在不同温度海水中的电化学行为,利用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对阳极形貌及成分进行了分析。电化学试验结果表明,铂钽复合阳极能承载较大的电流密度;随温度的降低,法拉第电荷传递电阻增大,阳极电化学催化活性有所下降。SEM分析结果表明,阳极表面有微裂纹,阳极工作时表面有大量气体析出,加速了阳极的溶解。     

空心聚吡咯/V_2O_5复合材料的制备及其电化学性能

为改善晶态V2O5（c-V2O5）正极材料实际容量较低、循环性能较差等问题,制备了空心球聚吡咯/V2O5复合材料。利用导电吡咯单体（Py）在中空型V2O5层间发生原位氧化聚合反应制备聚吡咯（PPy）/中空型V2O5复合材料（HS-PPy/V2O5）。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对样品进行表征,采用恒流充放电测试和电化学阻抗（EIS）测试样品的电化学性能。结果表明,Py单体已插入中空型V2O5层间,与纯中空型V2O5相比,制备的HS-PPY/V2O5复合材料比容量虽然有所减小,但是循环稳定性有较大的提高。     

水溶液中电沉积制备LaMg2Ni9储氢合金

利用水溶液电沉积法制备La Mg_2Ni_9储氢合金膜,通过测定合金膜的循环伏安曲线(CV)、交流阻抗(EIS)、Tafel极化曲线等研究其电化学性能,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)对合金膜表面形貌、结构及组成进行研究。结果表明:电沉积电流密度为40 A/dm~2时,La Mg_2Ni_9合金膜的表面粗糙并伴有裂纹,析氢电流密度为5.37A/dm~2,表观活化自由能△G~≠最低为47.26 k J/mol,证明合金膜良好的析氢性能;吸附值Q达到最大值为0.091μF·cm~(-2),表明合金膜具有较高的储氢性能。     

等离子喷涂Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷 复合涂层的微观组织及电化学性能

目的 通过等离子喷涂工艺,在油气管道X70管线钢表面制备出Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层,研究该涂层的微观组织与电化学性能。方法 采用9MC Plasma Control Unit等离子喷涂系统,基于线切割尺寸为40 mm×24 mm×6 mm的X70管线钢基体表面,沉积Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察该复合涂层的微观组织与形貌,利用X射线衍射仪分析该复合涂层的物相组成,利用电化学工作站测定该复合涂层的电化学腐蚀性能。结果 Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层由完全熔化区和半熔化区双态组成,呈典型的等离子喷涂层状结构,层与层之间结合较紧密,分布着富Cr2O3沉积区与富TiO2沉积区,无相变产生,完全熔融的TiO2液相可嵌入到未完全熔融的Cr2O3结构间隙中形成固溶结构。经电化学腐蚀性能测试,其自腐蚀电位介于-0.4 ~ -0.3 V之间,高于X70管线钢基体的自腐蚀电位-0.6 ~ -0.5 V,腐蚀倾向滞后,表现出好的抗腐蚀性能。结论 研究选取的等离子喷涂参数较合适,并成功制备出了能明显提高油气管道X70管线钢抗电化学腐蚀性且组织分布均匀的Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。     

SiO2微球负载BTA缓蚀剂型自修复耐蚀涂层的制备及性能研究

目的研究由负载缓蚀剂多孔Si O2微球和7537聚氨酯(PU)所制备的自修复涂层的耐蚀性能和防腐机理。方法利用负压-浸渍法将苯并三氮唑(BTA)负载到Si O2微球中,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)分别对Si O2的形貌与BTA负载含量进行分析检测,并利用划痕浸泡试验、电化学极化曲线及交流阻抗技术,研究Si O2、BTA以及负载有BTA的多孔Si O2微球(Si O2/BTA)对涂层耐蚀性能的影响。结果 SEM图像分析表明Si O2微球粒径约为1μm,热重分析试验表明BTA的负载含量为32.38%(质量分数)。划痕试验表明在浸泡过程中除了PU+Si O2/BTA coating试样外,其他试样的划痕处都出现了宏观腐蚀现象。电化学极化曲线和交流阻抗结果表明PU+Si O2/BTA coating试样始终具有最低的电流密度和较高的阻抗值。结论涂层中的多孔Si O2一方面可以储存BTA,当该涂层产生缺陷时,Si O2中的BTA被释放出来并在基体的缺陷处吸附成膜,从而使该涂层对微观缺陷具有一定的自修复功能;另一方面提高了涂层的致密性;两方面协同作用使PU+Si O2/BTA coating试样具有最好的耐蚀性能和一定的自修复功能。     

模板法制备纳米MnO2/CNT复合材料及其在锂电池中的应用

以P123为表面活性剂,采用软模板法合成MnO2/CNT纳米复合材料。采用X射线衍射、热重和差热分析、傅立叶变换红外光谱分析和高分辨率透射电子显微镜对样品进行表征。结果表明,样品为弱结晶的α-MnO2,直径约10nm,长30？50nm,它们附着在碳纳米管壁上。样品的电化学性能通过组成Li-MnO2进行电池充放电和电化学阻抗测试（EIS）,与纯二氧化锰相比,MnO2/CNT纳米复合材料具有更大的初始容量275.3mA·h/g和更好的倍率和循环性能。     

不同成分Al-Mg3Sb2复相涂层的组织和性能

目的研究Mg_3Sb_2含量对Al-Mg_3Sb_2复相涂层组织、耐蚀性和硬度的影响,对比纯Al涂层和添加不同含量Mg_3Sb_2涂层性能的差异。方法采用氧乙炔火焰喷涂技术和自制的Mg_3Sb_2粉末,在AZ31B镁合金表面制备不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层。采用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)分析了球磨粉末和涂层的物相组成,通过电化学工作站(CHI660e)对试样在3.5%Na Cl溶液中进行电化学腐蚀性能测试,并用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果经火焰喷涂之后,获得了不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层,涂层中的物相主要为Al和Mg_3Sb_2。当Mg_3Sb_2的质量分数为40%和60%时,涂层组织致密,气孔、裂纹等组织缺陷较少。Tafel极化曲线测试中,随着第二相Mg_3Sb_2质量分数的增加,涂层的腐蚀电位逐渐正移。当质量分数达到80%时,其腐蚀电位为-0.9819 V,比纯Al涂层正移417.3 m V,腐蚀电流密度为0.048×10-3 A/cm2,约是纯Al涂层的1/2。显微硬度结果显示随着Mg_3Sb_2含量的增加,涂层的硬度逐渐提高,当质量分数达到80%时,涂层的平均硬度达到334.2HV,是纯Al涂层的6.79倍。结论Mg_3Sb_2的加入可以获得组织较好的涂层,随着其含量的增加,涂层的耐蚀性和显微硬度逐渐提高。     

TiO2/Al2O3微弧氧化复合涂层的制备及耐磨性研究

本文主要利用微弧氧化方法在Ti-6Al-4V合金表面制备TiO2/Al2O3复合涂层,并揭示了O2-、AlO2-,和Ti4 在涂层生长过程中的作用机制。在高温高电压条件下,Ti-6Al-4V合金表面首先生成TiO2、Al2O3和Al2TiO5,不断放电引起的高热能导致Al2TiO5进一步分解成TiO2和Al2O3,且XRD分析表明涂层的物相组成主要是A-TiO2、R-TiO2和α-Al2O3。耐磨性测试结果表明,与基体相比TiO2/Al2O3复合涂层的显微硬度提高到1100HV,且耐磨性显著提高,磨损量降低了9.5倍。     

晶体组织受控生长的CVDα—Al2O3涂层的沉积、显微结构和特性

本文研究了晶核形成对CVDAl2O3显微结构和涂层性能的影响。实验用α-Al2O3涂层分别按以下条件沉积：（1）未采用成核控制；②采用成核控制并获得了明确的（102），（104）和（100）生长晶体组织。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对实验用涂层的特性进行了分析；对晶体组织受控生长的涂层在车削试验中的耐磨性进行了评估。成核表面的化学特性对于预先设定Al2O3涂层的相结构和生长晶体组织显得至关重要。通过优化成核措施，明显改善了涂层的耐磨性。并且这几种∞-Al2O3涂层典型地由相对较小、无孔隙、无缺陷的晶粒组成。（104）组织结构的α-Al2O3涂层显示出了最佳的耐磨性。[编者按]     

2Cr13不锈钢在含乙酸的CO2饱和的NaCl溶液中的腐蚀行为

采用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学测试方法,和扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）等物理检测方法,研究了乙酸（HAc）对2Cr13不锈钢在60℃下CO₂饱和的3%NaCl溶液中腐蚀行为的影响,并讨论了腐蚀机理。研究表明,HAc能够直接在电极表面还原,并能促进腐蚀产物FeCO₃的形成和溶解,HAc的存在同时加速了金属上的阴极反应和阳极反应,极大促进了2Cr13不锈钢的局部腐蚀和全面腐蚀的发生。     

锌电积用Pb-Ag-Ca-Sr四元合金阳极的阳极极化行为

从阳极极化稳定电位、腐蚀速率、阳极极化后表面产物、极化前后的显微组织结构等方面研究Pb-0.3%Ag-0.03%Ca-0.03%Sr四元系合金的阳极极化行为,并与Pb-1%Ag二元合金阳极对比分析。结果表明：当电流密度为50 mA/cm^2时,Pb-1%Ag和Pb-0.3%Ag-0.03%Ca-0.03%Sr合金阳极的稳定电极电位分别为1.835 V和1.875 V,腐蚀速率分别为57 mg/（m^2·h）和104 mg/（m^2·h）;Pb-1%Ag阳极电解后表面结构致密,与基体结合紧密,其物相组成为α-PbO2、β-PbO2、PbSO4、Pb和Ag2SO4;Pb-0.3%Ag-0.03%Ca-0.03%Sr阳极电解后表层呈疏松鳞片状,其物相组成为α-PbO2、β-PbO2、PbSO4和PbO1.57。