以三维纳米多孔铜膜为集流体锡电极的制备及储锂性能

通过一种新颖的脱合金方法制备厚度为5μm、平均孔径为200~300 nm的三维纳米多孔铜膜,制备过程涉及铜基体上镀锌层的热处理与酸浸过程。以三维纳米多孔铜膜为基体,采用阴极电沉积法制备纳米多孔结构的锡膜电极。应用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)和恒流充放电方法对所制备的膜电极的结构与电化学性能进行表征。所制备的多孔锡电极在0.1 C率下的首次充放电中的可逆储锂容量为864 mA?h/g,该容量已接近锡的理论容量(993 mA·h/g);在50次充放电循环后,可逆容量仍有541 mA?h/g。纳米多孔结构、纳米尺度的锡颗粒及高电子导电性的三维纳米多孔铜膜基体等因素是多孔锡电极显示较好储锂性能的主要原因。     

竖直液膜方法制备大长径比微细工具电极

利用COMSOL拟合进行电场仿真分析确定电流密度分布,通过实验研究了偏置量、电解液浓度和往复运动参数对所制备电极形貌的影响,从而制备微细工具电极。研究发现:在无偏置、0.2 mol/L的KOH条件下,采用竖直液膜电化学刻蚀方法可制备尺寸均匀的大长径比微细工具电极,并且往复运动有助于提高所制备电极的均匀性。     

电化学法制备组分调制纳米多层膜的研究现状

探讨了应用电化学电沉积法制备具有超晶格结构的纳米组分调制多层膜的原理,对比了恒电流和恒电位两种电化学手段对膜层微观结构的影响,并简述了阳极氧化法制备多层膜陶瓷材料的研究现状;同时介绍了XRD、STM等几种常用于表征纳米多层膜微观结构的现代测试方法,阐述了纳米多层膜的优异性能及应用前景.     

纳米银线的高效合成实验研究

纳米银线因其纳米级别的尺寸效应,拥有良好的导电性,优异的透光性、柔性且价格低廉、原料来源广等特点,被认为是替代传统氧化铟锡透明电极材料的下一代新型材料,已被大量应用于太阳能电池、柔性触摸屏及柔性液晶显示等领域的研究,其制备研究受到了人们的广泛关注。纳米银线的制备方法主要为多元醇法,本文针对传统多元醇法制备纳米银线长度较短且产率较低这一现状,采用氯化铜为刻蚀剂,抑制氧对银线的刻蚀性,提升了银线产率及长度,并考察了反应温度、PVP和硝酸银摩尔比、硝酸银和刻蚀剂摩尔比等实验因素对于银线形貌的影响,结论表明：反应温度为160℃、PVP和硝酸银摩尔比为1.5、硝酸银和刻蚀剂摩尔比为200时,纳米银线生长平均长度可达60μm,铜离子的加入可有效提升银线的收率,一次反应收率超过80%。     

纳米氧化锌对镍氢电池电化学性能的影响

采用均匀沉淀法制备纳米氧化锌,将其作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究正极中添加不同质量分数的纳米ZnO对电极电化学性能的影响,初步探讨纳米氧化锌在电极内部的反应机制。结果表明,掺杂后氢氧化镍电极的导电性提高,电化学活性增强,有效地提高了活性物质的利用率,改善了电极反应的传质和传荷条件,使电极中电活性粒子具有合理的分布,因而显示出良好的电化学性能。经过比较,添加质量分数为4%的纳米ZnO电化学性能最佳,在60周和80周时放电容量仍有282和272mAh·g-1,而且放电平台较高。     

Electrochemical Catalytic Oxidation Performance of a Nanoporous Gold Electrode

对纳米多孔金电极的电化学催化活性进行了研究,在1 mol/L LiPF6非水溶液中室温下采用电化学合金化/去合金化方法制备了纳米多孔金电极,然后使用循环伏安方法和计时电流方法研究了电极对乙醇的电化学催化活性。研究显示,在0.5 mol/L KOH + 1.0 mol/L CH3CH2OH 溶液中,制备的多孔电极在0和400 mV (vs SCE)对乙醇的电化学催化氧化电流密度超过光滑金电极的100倍以上,分别达到3.7和6.1 mA·cm-2。表明制备的纳米多孔金电极对乙醇具有良好的电化学催化氧化活性。     

SP700 钛合金的热处理 / 阳极氧化工艺研究

目的采用电化学阳极氧化法,在SP700钛合金的表面制备多孔结构的氧化膜。方法利用Autolab PGSTAT30型电化学工作站,采用三电极体系,辅助阴极为石墨电极,参比电极为饱和甘汞电极,工作电极为试样,测定试样的动态极化曲线和阳极氧化I-t曲线。利用扫描电子显微镜观察阳极氧化表面多孔氧化膜的微观形貌,分析热处理工艺、阳极氧化电压、电解液成分等参数对SP700钛合金阳极氧化行为的影响规律。结果钛合金材料经固溶时效处理后,α相和β相的相对含量发生了变化,从而使氧离子对电化学反应界面的内应力发生变化,使得表层氧化膜更加平整,耐腐蚀性提高。F-是阳极氧化膜上纳米孔形成的必要条件,随着F-浓度的增加,阳极氧化膜表面纳米孔的密集程度增加,孔径减小,氧化膜厚度增加。在一定范围内,随着阳极氧化电压的增大,氧化膜增厚,但电压过高会破坏氧化膜的稳定性。结论用电化学阳极氧化法处理钛合金表面,得到了多孔结构的氧化膜,获得了理想的耐腐蚀性能。固溶时效处理后,钛合金的耐腐蚀性提高。     

氧化铟锡透明导电电极的刻蚀研究

研制了一种可用于氧化铟锡(ITO)透明电极的刻蚀液,研究了其刻蚀效果,并推断刻蚀机理。选用不同pH值的FeCl3水溶液作为刻蚀功能成分,将PEG10000作为介质,以气相SiO2为触变剂制备刻蚀液,用丝网印刷法对ITO电极进行刻蚀实验,研究了不同刻蚀条件对刻蚀效果及ITO电极体积电阻率的影响。结果表明,pH值为1.67时,于80℃,90 min后ITO薄膜的刻蚀效果最优。通过EDS表征ITO电极元素的变化,用原子力显微镜(AFM)观察电极微观形貌的变化。     

纳米 SiO2的改性及其对水性聚氨酯树脂复合涂层性能的影响

在乙醇水溶液中,用硅烷偶联剂KH560对纳米SiO2进行表面改性处理,通过测定粒径,探讨了纳米SiO2含量、乙醇水溶液配比以及改性剂含量对分散性的影响。将改性后的纳米SiO2分散液、水性聚氨酯树脂及无机组分等复配成无铬钝化液,在热镀锌板上制备钝化膜,通过电化学Tafel极化曲线、交流阻抗以及中性盐雾试验对比纳米SiO2改性聚氨酯复合钝化膜和未改性聚氨酯复合钝化膜的耐蚀性,结果表明,与后者相比,前者的耐腐蚀性能有了较大的提升。     

高长径比TiO_2纳米管阵列的制备及其电致变色与光电化学性能

采用NH4F-DMSO-甘油-H2O溶液体系的电化学阳极氧化法,经高温热处理后,在金属钛基板上制备了有序的Ti O2纳米管阵列薄膜。通过计时安培法、循环伏安曲线、光照开路电位谱和瞬态光电流谱技术对纳米管阵列电极的电致变色及光电化学特性进行了研究。结果表明,Ti O2纳米管为混晶组成,阵列薄膜具有大比表面积和高长径比。纳米管阵列电极具有稳定的阴极电致变色效应,快速的着色/褪色反应时间。与Ti O2纳米多孔膜电极相比,Ti O2纳米管阵列电极的光电流及光照开路电压都显著增加。     

多功能超疏水表面的制造和应用研究现状

荷叶表面是自然界中典型的超疏水表面,具有"出淤泥而不染"的特性,近年来,荷叶表面的超疏水现象引起了科研人员的广泛关注.普通表面经构建微纳米级粗糙结构和低表面能修饰后,可获得超疏水表面.将水滴置于超疏水表面上,水滴与超疏水表面间存在一层空气垫,空气垫可有效减小水滴与表面的接触面积,使水滴无法浸入表面微观结构中,而被"支撑"在超疏水表面上,因此超疏水表面对水表现出优异的排斥性.这种特殊性能使超疏水表面在诸多领域都有极高的应用前景和市场价值.本文对超疏水基础原理进行了梳理,并对近期超疏水领域的研究成果进行了综述.首先介绍了超疏水表面的经典润湿理论,包括Young模型、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型.然后归纳了诸多超疏水表面的制备方法及优缺点,包括激光刻蚀法、化学沉积法、化学刻蚀法、电化学沉积法、电化学刻蚀法、热氧化法、喷涂法等.在分析不同制造方法的基础上,进一步讨论了超疏水表面在自清洁、防雾、抗结冰、耐腐蚀、液体无损转移、油水分离、摩擦发电、芯片实验室、液滴传感器等领域的应用.最后,指出超疏水表面从实验室研究走向生产应用过程中所面临的问题,并对超疏水表面的未来发展进行展望.     

电化学腐蚀法制备倒锥状微细电极的试验研究

以电化学腐蚀加工法为基础,提出了一种加工复杂形状微细电极的工艺方法.利用端面绝缘的方法改变阳极的局部导电性,使阳极和阴极之间的电场分布发生变化,从而得到倒锥状微细电极.通过试验成功地制备出倒锥状微细电极,并结合对比圆柱状电极进行了微孔电解加工试验,结果证明倒锥状电极在微孔电解加工中能获得更好的加工定域性.     

Electrochemical method of determining the carbon concentration profile in superficial layers of corrosion-resistant austenitic steels and possibilities of its application to the evaluation of the mass transfer resistance of austenitic steels in liquid sodium

Results are summarized of the feasibility of using electrochemical methods for the evaluation of the mass transfer resistance of corrosion-resistant austenitic steels in liquid sodium. First a brief note is presented about the historical background of the concept of the electrochemical evaluation of the carbon content in austenitic steels, and results are described of investigations into the effect of carbon on voltametric curves in austenitic steels in a buffer solution of pH = 4. Then results are presented of the measurement of voltametric curves for austenitic steels exposed to liquid sodium, showing the influence of the etching time or of the distance from the surface, and an electrochemical method is proposed for the determination of the carbon concentration profile in a surface layer on corrosion-resistant austenitic steels.     

用浸蚀多孔金属铝模板制备小尺寸TiO_2阵列材料(英文)

在浸蚀多孔金属铝模板中制备小尺寸TiO2阵列材料.用电化学浸蚀方法由高纯金属铝箔制得了具有金属特性的多孔金属铝模板,此模板具有较强的耐化学腐蚀、耐热性能,并具有强的机械强度.模板的结构可由浸蚀条件控制,如电流密度,HC1和H2SO4浓度比、温度、浸蚀时间等.在此模板中用TiO2溶胶和纳米粉末组成的浆体制备了小尺寸的阵列材料,模板的孔洞结构可由TiO2阵列复型.由此得到的TiO2阵列的长径比为10～40.     

Fabrication of a probe needle using a tubular cathode by electrochemical etching

To fabricate a probe needle, a tubular cathode was applied by electrochemical etching. A tungsten wire was used as an anode, and a stainless steel tube was used as a cathode, respectively. The stainless steel tube was partially immersed into a sodium hydroxide solution. After the tungsten wire was aligned at the center of the stainless steel tube, electricity was supplied from an external power source. During the experiment, the level of solution that was inside the stainless steel tube rose higher than that of the outer solution of the stainless steel tube, due to bubbles generated on the inner surface of the stainless steel tube, and the inner solution increased in volume. Using this process, the length of the probe needle tapering could be controlled without using a vertical loading system or controller.     

酸蚀刻剂对钛基体及其IrO2-PbO2涂层表面形貌及电化学性能的影响研究

采用热分解法制备Ti/IrO₂-PbO₂阳极,深入研究硫酸、硝酸、盐酸、草酸、盐酸/草酸蚀刻顺序对Ti/IrO₂-PbO₂阳极性能的影响规律,借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学交流阻抗谱、加速寿命试验等考察钛基体及氧化物涂层的形貌、结构及电化学行为。结果表明：钛基体在双酸中的腐蚀效果优于单酸,获得更致密更均匀的表面结构。双酸腐蚀使钛表面拥有完整的TiH_x晶型,有助于提高涂层负载量,增强活性层与基体的结合力。改变双酸蚀刻顺序对阳极电化学性能有一定的影响。草酸/盐酸蚀刻剂处理Ti/IrO₂-PbO₂阳极具有最佳的电催化活性与最长的加速寿命。     

电化学刻蚀法制备铝合金超疏水表面及其润湿性转变

目的通过简易环保的方法在铝合金基体上制备超疏水表面。方法采用电化学刻蚀和空气中保存法在铝合金基体上制备超疏水表面,用扫描电子显微镜、粗糙度测量仪和光学接触角测量仪对所得样品的微观形貌、表面粗糙度和润湿性进行分析。结果水滴在铝合金表面的接触角随着保存时间的增加而增大,电化学刻蚀所得超亲水表面逐渐表现出超疏水特性。12 d后表面趋于稳定,水滴在铝合金表面的接触角和滚动角分别为(152.3±4.5)°和(6.4±2.2)°。随着电化学刻蚀时间的增加,铝合金表面的润湿性减小。热处理可以使超疏水表面转为超亲水表面,在空气中保存后表面又恢复疏水性。结论试验所用中性环保的NaCl溶液作为电解液,极大地降低了试验对人体和环境的危害。并未使用有害的二次化学涂层作为表面能修饰材料,提高了试验的安全性和超疏水表面的稳定性。通过此简单环保的电化学刻蚀和空气中保存的方法成功地在铝合金基体上制备出了超疏水表面,所得表面展现出良好的疏水特性。     

圆管外表面电解蚀刻机床仿真分析与优化

针对具有{110}晶向(轴向)的钼单晶基体化学气相沉积钨单晶涂层为材料的薄壁圆管零件的电解蚀刻工艺要求,设计了一套电解蚀刻加工系统。完成了该系统的结构设计与三维建模,并运用ANSYS Workbench软件对机床进行静力分析及结构优化。     

光催化二氧化钛薄膜的制备工艺研究进展

评述了制备二氧化钛薄膜的液相法、气相法和电化学法3大类方法的优缺点，以及3大类方法所包含的溶胶-凝胶、微乳液、磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积、阳极氧化和微弧氧化等方法制备二氧化钛薄膜的工艺步骤、特点及研究进展。文章最后指出，液相法由于自身存在的优点，仍将是今后二氧化钛薄膜制备和研究的重点；而光催化性能更好的掺杂二氧化钛，其研究重点是探讨掺杂方式、制备方法和优化配比等。     

生物电阻抗铜片电极的化学刻蚀工艺(英文)

为获得具有强稳定性能的生物电阻抗电极,采用化学刻蚀加工方法,制造出表面具有一系列微结构的金属铜片电极。通过改变加工工艺参数的方法,着重分析刻蚀时间、刻蚀温度、刻蚀液体浓度、样品尺寸等刻蚀工艺参数对铜片电极的蚀刻速率和表面微结构的影响。结果表明:刻蚀速率将随着刻蚀时间的延长而逐渐降低,随着刻蚀温度的升高而逐渐升高,而刻蚀样本尺寸对刻蚀速率的影响不大。选用合适的刻蚀液体浓度(组分3),在室温条件下刻蚀20min,可以获得具有丰富表面微结构的铜片电极。另外,进行24h电极对接的连续性交流阻抗测试,与心电电极相比,利用化学刻蚀加工的铜片电极,由于表面具有丰富的表面微结构,可以形成可靠的表面接触,从而具有稳定的交流阻抗值。