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1.
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性能优异的SrO改性Pd-Rh双金属催化剂的制备
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兰丽 向军淮 黄隆 黄心 周伟奇 李红梅 朱艺 陈山虎《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第4期
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在浸渍到Al2O3载体材料上之前，通过将Sr的前驱体引入到贵金属Pd和Rh的混合盐溶液中，即采用共浸渍法制备了一系列SrO改性的Pd-Rh/Al2O3催化剂。结果表明，由于SrO的扩散障碍效应，适量SrO（1%~2%，质量分数）的引入有利于促进Pd，Rh的分散，并且能提高催化剂的水热稳定性。水热老化之后，催化剂能保持更高的Pd，Rh分散度，并且Pd，Rh能稳定在活性更好的氧化态。因此，适量SrO改性的Pd-Rh/Al2O3催化剂具有更好的还原性能和三效催化活性。然而，当向催化剂中引入过量的SrO，由于SrO占据了过量的Al2O3的表面，而且老化后会出现新的物相SrAl2O4，反而会对催化剂的性能产生不利的影响。总的来说，2% SrO改性的催化剂具有最优异的三效催化活性，水热老化之后，相比于空白的Pd-Rh/Al2O3催化剂，2%SrO改性的催化剂使CO，HC和NO的起燃温度分别降低了23，15和27 ℃。
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2.
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掺杂Sn对V/UiO-66催化剂抗碱金属性能的影响
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吴彦霞 陈玉峰 梁海龙 胡利明 王春朋《稀有金属材料与工程》,2023年第52卷第1期
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采用浸渍法，以UiO-66为载体，制备了V/UiO-66及改性Sn-V/UiO-66催化剂，并对催化剂的碱金属钾中毒进行了模拟，探讨了钒钛催化剂的反应机理和失活机理。结果表明，K负载后催化剂的晶型变化不大并且催化剂比表面积的变化呈现不规律波动。负载了碱金属以后，催化剂的金属氧化还原性能和表面酸量迅速降低，这是催化剂活性降低的主要原因。添加Sn能够增强VOx与其他组分的相互作用，进而提高VOx的可还原性及V5+的占比，使Sn-V/UiO-66催化剂表面的VOx提供更多的酸性位点。中毒后的K-Sn-V/UiO-66催化剂仍然具有较高的总酸量和较强的氧化还原性，表明Sn-V/UiO-66催化剂具有优异的抗碱金属中毒能力。
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3.
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CO2 在 δ-Pu(100)表面吸附行为的第一性原理研究
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戚春保 王涛 王金涛 陶思昊 秦铭澳《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第8期
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结合密度泛函理论框架内的周期性平板模型，运用第一性原理计算方法研究了CO2在δ-Pu(100)表面的吸附行为。结果表明，CO2分子以C端向下和C-Pu、O-Pu多键结合的方式吸附在δ-Pu(100)表面。吸附类型属于强化学吸附，最稳定的吸附构型是H1-C4O4，此时吸附能为-6.430 eV，吸附稳定性顺序为穴位>桥位>顶位。CO2分子主要和表面Pu原子反应，而与其它3层Pu原子的反应较弱。更多的电子向CO2 2πu轨道转移有利于C-O键的弯曲和活化。此外，CO2分子和Pu原子之间的化学键主要是离子态，反应机理是CO2的C 2s、C 2p、O 2s 和O 2p轨道与Pu 6p、Pu 6d、Pu 5f轨道发生了重叠杂化作用，产生了新的键结构。H1-C4O4构型的功函数变化最小，表明其它电子容易从该构型表面逃逸，且需要的能量最小。
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4.
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包埋法制备NiAl涂层NiCrW基高温合金的抗氧化性能
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高杉 邹俭鹏《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第3期
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以CaCl2为活化剂，采用包埋法在NiCrW基高温合金表面制备了NiAl涂层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪对涂层表面和横截面进行了分析。结果表明，CaCl2可以替代NH4Cl，是一种有效的活化剂。在950 ℃下，通过4 h的包埋渗铝，制备出几乎为单相、厚度为30 μm的NiAl涂层，涂层与基体之间为富铬中间层。当包埋渗剂填充率小于100%时，NiAl层表面生成针状θ-Al2O3。在1000 ℃恒温空气氧化试验中，NiAl涂层开始时被高速氧化，然后逐渐变为缓慢氧化，完成了亚稳态针状θ-Al2O3向稳态不规则颗粒状α-Al2O3的转变，最终稳定的α-Al2O3为基体提供了良好的抗氧化保护。
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5.
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激光热喷涂Co30Cr8W1.6C3Ni1.4Si涂层在PAO+2.5%MoDTC油中摩擦学特性
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徐健晏 孔德军《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第5期
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为了提高TC4合金的耐磨性能，采用激光热喷涂技术在其表面制备了Co30Cr8W1.6C3Ni1.4Si涂层。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析了涂层的形貌和物相，并通过摩擦磨损实验研究了涂层在PAO+2.5% MoDTC（质量分数）油中的磨损行为。结果表明，激光热喷涂的Co30Cr8W1.6C3Ni1.4Si涂层主要由Ti、WC1-x、CoO、Co2Ti4O和CoAl相组成，在涂层界面形成冶金结合。在激光功率为1000、1200和1400 W时所制备的涂层平均摩擦因数分别为0.151、0.120和0.171，其对应的磨损率分别为1.17×10-6、1.33×10-6和2.80×10-6 mm3?N-1?m-1，磨损机理为磨粒磨损，其枝晶尺寸对降磨起主要作用。
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6.
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FB3-F银钎剂去膜机理
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赵月 龙伟民 黄森 钟素娟 沈元勋 王路乙《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第11期
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研究了由H3BO3、K2B4O7和KF（质量比为7:10:3）3种组分配制而成的银钎剂的去膜机理。结果表明：在700 ℃时，K2B4O7或KF都不能单独去除Q235钢板表面的氧化膜，且KF会加快高温下钢表面的氧化速率；H3BO3能够去除Q235钢表面的氧化膜，然而其反应产物具有明显的非晶结构特征，并且流动性差。此外在700 ℃时，H3BO3与KF能够发生反应，其反应产物可以去除钢表面氧化膜。KF和K2B4O7之间也能在700 ℃发生类似的反应，然而其反应产物非常坚硬。因此，在700 ℃时，H3BO3、K2B4O7和KF混合钎剂能够与Q235钢板表面氧化膜反应，且反应产物具有明显的非晶特征。KF的加入将非反应性H3BO3-K2B4O7二元体系转化为反应性KF-H3BO3-K2B4O7三元体系。在这个三元体系中，KF不但对钢板没有腐蚀性，反而促进了氧化膜的去除。
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7.
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TC4钛合金活性激光焊焊缝成形及组织性能
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侯继军 董俊慧 许爱平《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第12期
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选取CaF2、NaF和Na2SiF6作为活性剂对TC4钛合金进行活性激光焊接，在焊接过程中利用高速摄像机采集焊件上方的光致等离子体图像，焊后借助光学显微镜测量焊缝熔深和熔宽，利用EBSD观察分析焊缝显微组织，采用能谱仪测试焊缝元素组成，测试接头硬度和抗拉强度。结果表明，由于活性剂改变了焊件表面状态和压缩光致等离子体面积从而提高了激光吸收率，这使得焊缝熔化区面积增加；活性剂均可以使未熔透焊缝的熔深增加，正面熔宽减小，熔透焊缝正面熔宽减小，中部和背面熔宽均增加，3种活性剂中Na2SiF6对TC4钛合金激光焊焊缝成形的影响最明显；活性剂对焊缝下部显微组织影响不大，涂敷CaF2和NaF后，焊缝上部β柱状晶的生长方向与未涂敷焊缝β柱状晶生长方向都指向焊缝表面，涂敷Na2SiF6焊缝上部β柱状晶的生长方向指向焊缝中心。涂覆CaF2焊缝针状马氏体α′形态变化不明显，涂敷NaF的针状马氏体α′变得稍细，而涂敷Na2SiF6的针状马氏体α′变得短且细，较涂敷CaF2和NaF的焊缝变化最明显。涂敷Na2SiF6的接头抗拉强度提高约12.5%，从改善焊缝成形和提高接头力学性能考虑，Na2SiF6可作为TC4钛合金激光焊的首选活性剂。
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8.
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激光熔覆Ni60A涂层对20CrNiMo合金高温干滑动摩擦磨损性能的影响
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刘光磊 曹宇豪 冀思博 余辉 蒋文能 李茂军 司乃潮《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第7期
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为改善制动盘材料的耐磨性能，选用Ni60A粉末，利用光纤激光器对20CrNiMo铸钢进行激光熔覆处理，研究了涂层的微观组织、成分均匀性、硬度、干滑动磨损性能及其损伤机制。结果表明：涂层主要由γ-Ni、M23C6、Ni-Cr-Fe、Ni3B、[Fe, Ni]、FeNi3、NiC、FeNi等相构成，涂层平均显微硬度HV0.3为4600 MPa，较基体提高2.63倍。与基体相比，涂层在高载、高温工况下具有更小的平均摩擦系数，耐磨性得到显著提升。当载荷为150 N时，在室温和400 ℃时，耐磨性分别提高15.3和22.0倍。随温度和载荷的增加，涂层的损伤机制由磨粒和粘着磨损向氧化和磨粒磨损转变。
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9.
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工艺参数对低pH值2.0~2.5柠檬酸水溶液电沉积铼铱基合金薄膜特征影响
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吴王平《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第12期
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研究了在低pH值2.0~2.5的柠檬酸水溶液中恒电流电沉积富Re+Ir的Re-Ir-Ni合金薄膜特征，以及镀液温度、镀液pH、电流密度和镀液化学组成对薄膜表面形貌、化学成分和晶体结构的影响。采用环境扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪分别对合金薄膜的形貌、成分和物相进行了表征。结果表明：在电流密度为60 mA·cm-2、pH为2.0时，获得致密光亮的Re-Ir合金薄膜。在pH=2.5时，提高镀液温度可获得质量良好的合金薄膜，而pH=2.0时，则相反。在镀液温度60~70 ℃、pH=2.0时，沉积的合金薄膜由非晶相组成；在镀液温度80 ℃时，薄膜由ReO3相组成。在电流密度为60 mA·cm-2、pH值从2.0增加到2.5时，合金薄膜的晶形结构由非晶态转变为晶态和非晶态的混合结构。结晶相为hcp-Ir0.4Re0.6和hcp-Ni。
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10.
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磷-硫-钒-水体系酸性溶液中钒的提取热力学分析
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张伟光 张廷安 孙颖 吕国志 曹雪娇《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第12期
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针对含钒酸浸液中钒的有效提取问题，研究了298 K时磷-硫-钒-水溶液酸性体系中钒的提取热力学分析过程。结果表明，在 P(V)-V(V)-H2O酸性溶液体系中，pH=1~4时VO2+首先转变为磷钒杂多酸阴离子，pH=4~7时磷钒杂多酸阴离子转变为同多酸阴离子；在S(VI)-V(V)-H2O酸性溶液体系中，pH=0~1时钒主要以VO2+和 VO2SO4-形式存在，pH=2~6时钒逐渐转变为同多酸阴离子；在P(V)-S(VI)-V(V)-H2O酸性溶液体系中，pH=1~3 时VO2+和 VO2SO4-逐渐转变为磷钒杂多酸阴离子，当pΗ=2时ΣPV14（所有磷钒杂多酸阴离子之和）的摩尔分数最大为88.55%；pH=4~6 时，磷钒杂多酸阴离子消失并逐渐转变为同多酸阴离子，当pΗ=5时ΣV10（所有同多酸阴离子之和）的摩尔分数最大为100.00%。
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11.
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纳米柱状多孔WO3- x /TiO2 薄膜的电致变色性能
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王美涵 陈昀 王冠杰 雷浩 孙立贤 徐芬 张钧《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第8期
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采用反应磁控溅射在掠射角度α=0°和α=80°的条件下制备氧化钨（WO3-x）薄膜，然后在其表面沉积二氧化钛（TiO2）。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对WO3-x/TiO2薄膜的晶体结构、表面/断面形貌以及表面化学成分进行表征。在三电极体系1 mol/L LiClO4/PC溶液中，采用电化学工作站和紫外-可见分光光度计测试了WO3-x/TiO2薄膜的电致变色性能。XRD结果表明，WO3-x/TiO2薄膜为非晶态结构，与掠射角度无关。当掠射角度为80°时，获得了纳米柱状多孔薄膜。从 W 4f和Ti 2p的XPS谱图确认氧化钨为亚化学计量比的WO3-x，而氧化钛为满足化学计量比的TiO2。与致密薄膜相比，纳米柱状多孔薄膜需要较低的驱动电压且具有较快的响应速度。纳米柱状多孔薄膜的电荷容量为83.78 mC，是致密薄膜电荷容量30.83 mC的2倍以上。在±1.2 V驱动电压下，注入和脱出离子扩散速率分别为Din=5.69×10-10 cm2/s和Dde= 5.08×10-10 cm2/s。与纯WO3薄膜相比，WO3-x/TiO2薄膜的电致变色循环稳定性更好。纳米柱状多孔薄膜在可见光范围内具有较大的光调制幅度，因此其光密度变化（ΔOD）大于致密薄膜。
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12.
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钾盐沉积对VMoTi催化剂脱硝性能的影响
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吴彦霞 王献忠 梁海龙 陈鑫 陈琛 戴长友 陈玉峰《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第7期
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采用浸渍法（IM）与溶胶凝胶法（Sol-gel）制备VMoTi催化剂，并在实验室模拟选择性催化还原（SCR）催化剂的碱金属K中毒，通过X射线衍射、BET比表面积测试法、NH3-程序升温脱附（TPD）、H2-程序升温还原（TPR）和光电子能谱等方法对催化剂表面的理化性能进行分析，并探讨钒钛系催化剂的反应及失活机理。结果表明：与浸渍法制备的VMoTi催化剂相比，溶胶凝胶法制备的VMoTi催化剂具有较小的晶粒粒径，较大的比表面积和孔容，较多的表面酸量，较强的氧化还原能力以及较高的V4+、Mo4+和表面活性氧含量，因此，VMoTi （Sol-gel）催化剂表现出了较好的脱硝效率，在180~320 ℃的温度区间内，脱硝效率稳定在约100%。钾的加入会导致催化剂中毒，且不同方法制备的催化剂的中毒效应不同，K盐沉积对浸渍法制备的VMoTi催化剂的脱硝效率影响较大，溶胶凝胶法制备的VMoTi催化剂具有较好的抗K金属中毒的性能。通过对催化剂的表征发现，K盐削弱了活性成分与载体间的相互结合作用，增强了锐钛矿型TiO2衍射峰的强度，降低了催化剂表面酸性及氧化还原性，同时催化剂表面的化学吸附氧及V4+、Mo4+等活性金属含量降低，这些因素是造成催化剂活性下降的主要原因。
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13.
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焙烧气氛对Pt/Al2O3 催化氧化CO和C3H6 性能的影响
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郭淼鑫 王凤军 王成雄 张爱敏 赵云昆 杜君臣《稀有金属材料与工程》,2021年第50卷第9期
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使用Pt(NH3)2(NO2)2作为前驱体，通过过量浸渍法制备Pt/Al2O3催化剂，并将其在4种不同的气氛（H2、O2、NO或NH3）中进行焙烧。利用N2吸脱附、X射线衍射、程序升温还原（H2-TPR）、CO脉冲吸附、CO原位漫反射傅里叶变换红外光谱（CO in situ DRIFTS）等手段对催化剂的物化性质进行了表征。结果表明：由于还原性焙烧气氛导致了众多小尺寸和高分散的Pt纳米颗粒的生成，经1%（体积分数）H2/N2焙烧的Pt/Al2O3表现出最佳的CO和C3H6催化氧化性能。
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14.
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ZIF-8衍生柔性多孔炭材料的制备及其电容性能研究
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赵广震 宁珂 史慧敏 姜振龙 江涛 赵健 朱光 杨杰 王红艳《材料研究与应用》,2022年第16卷第4期
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随着柔性可穿戴电子器件的迅速发展，柔性储能电极材料引起众多学者们的广泛关注。金属有机框架结构（MOFs）衍生物具有优异的储能性能，但其本征无柔性的物理特性亟需解决。采用静电纺丝技术将ZIF-8结构单元嵌入纤维结构中，获得高电容性能柔性多孔炭纤维。同时，探究了ZIF-8的嵌入量（CF-ZIF-8-1.2）对柔性多孔炭纤维结构及电容性能的影响。实验结果表明：柔性多孔炭纤维CF-ZIF-8-1.2的比电容可以达到425.5 F?g-1（电流密度为1 A?g-1），并呈现出较小的电荷转移电阻（Rs=0.06 Ω）和接触电阻（Rct=2.31 Ω），这主要归因于CF-ZIF-8-1.2具有较大的比表面积（212.83 m2?g-1）、相对丰富的孔隙结构和丰富的N和O原子共掺杂。随后，进一步将其组装成对称柔性超级电容器（CF-ZIF-8-1.2//CF-ZIF-8-1.2），其能量密度高达7.6 Wh?kg-1（功率密度为250 W?kg-1），在不同弯曲角度和扭曲下呈现出优异的电容保持率（97%以上），说明柔性多孔炭纤维电极材料具有优异的柔性和稳定性。因此，CF-ZIF-8-1.2柔性多孔炭纤维材料具有潜在应用前景。
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混凝土环境中GFRP筋性能衰退的规律及机理
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李文超 周广发 温福胜 刘福胜 焦裕钊《建筑材料学报》,2023年第26卷第2期
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为了探究玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋在模拟和真实混凝土环境中性能衰退的规律及机理，设置了碱溶液（AS）和混凝土包裹GFRP筋后置于自来水中（CS）2种侵蚀环境，采用短梁剪切法分析了GFRP筋力学性能的衰退规律，并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法分析了GFRP筋的微观结构和玻璃化转变温度（Tg）.结果表明：随着温度的升高，GFRP筋层间剪切强度衰退的速率加快；GFRP筋在60 ℃的AS中老化183 d后层间剪切强度保留了48.6%，Tg降低了9.2%，部分纤维与树脂脱黏，树脂出现孔洞；相同条件下CS中GFRP筋的层间剪切强度保留了61.4%，Tg降低了3.4%，纤维产生浅坑.基于Arrhenius方程建立了北京地区GFRP筋的性能预测模型.
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SnO2 增强相对AgCuOIn2O3 电触头材料显微组织与性能的影响
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胡晨 陈力 张晓 李金涛 刘满门 王丽慧 周晓龙《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第1期
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采用反应合成法结合塑性变形工艺制备了不同SnO2含量的AgCuOIn2O3SnO2电触头材料，利用扫描电镜和金相显微镜表征了材料的微观形貌及显微组织，分析对比了不同SnO2含量的材料金相组织及其增强相的分布均匀性，并利用X射线衍射分析了材料的物相结构。测量了材料的抗拉伸强度、硬度、电阻等性能。结果表明：添加适量的SnO2能使组织中的孔隙尺寸缩小、其他缺陷明显减少。氧化物弥散分布在银基体中，极大地改善了AgCuOIn2O3电触头材料的显微组织均匀性。在SnO2含量不变时，材料的电阻率随塑性变形程度增加而有所降低；随着SnO2含量增多，电阻率呈现先降低后升高的趋势，最后趋于定值，约为2.4 μΩ·cm。添加SnO2后各试样材料的硬度均显著升高，SnO2含量为1%（质量分数）的材料具有最优的抗拉伸强度和延伸率。
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Ag含量对Sn-20Bi-0.7Cu焊料中金属间化合物形成与生长的影响
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陈东东 秦俊虎 甘有为 张欣 白海龙 赵玲彦 易健宏 严继康《稀有金属材料与工程》,2023年第52卷第2期
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研究了Sn-20Bi-0.7Cu-xAg焊料凝固和时效过程中的物相生长动力学。通过实验和数值分析相结合分析了Ag含量和时效条件对界面结构和生长的影响，实验中对Sn-20Bi-0.7Cu分别添加了质量分数0.1%、0.4%、0.7%、1.0%、1.5%的Ag。为验证焊接接头的服役可靠性，在85 ℃和85%的湿度条件下，将接头放置0、10、30、50、100、200和500 h。采用扫描电镜等设备分析时效过程中界面化合物的形貌、厚度和分布，分析了β-Sn的形核界面和取向。结果表明，焊料中Ag含量的增加可以抑制界面Cu6Sn5层的生长，等温时效期间金属间化合物（Cu6Sn5+Cu3Sn）的生长为扩散控制机制。焊接时形成的扇贝状表面在时效时消失，这表明在垂直于界面方向上的生长机制变为稳定性增长，说明Ag3Sn有效降低了Cu6Sn5的生长动力。
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纳米Si3N4 对TC4钛合金微弧氧化层微观结构和性能的影响
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高巍 刘江南 丁智松 张勇 要玉宏 杨巍《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第5期
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在基电解液中加入氮化硅纳米颗粒，对TC4钛合金进行微弧氧化（MAO）处理，研究了Si3N4浓度对微弧氧化层表面形貌、耐蚀性和耐磨性的影响。添加Si3N4的MAO层呈现多孔结构，当Si3N4浓度为1 g/L时，涂层厚度最大，且经过7 d的酸腐蚀试验，该涂层的耐蚀性良好，腐蚀速率最低，约为0.057 mg·cm-2·d-1。随着Si3N4的加入，MAO涂层的抗菌性能先升高后降低。当Si3N4的添加量为1 g/L时，该MAO层的抗菌性能最好。Si3N4的加入能明显提高涂层在模拟海水中的耐磨性。当Si3N4的添加量为3和4 g/L时，所得涂层的摩擦系数低且稳定，且添加3 g/L Si3N4制备来的MAO涂层表现出优异的耐磨性。
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NH4HF2 氟化Al2O3 制备无水AlF3 研究
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李成硕 孟君晟 陈明宣 史晓萍 李晓 马强《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第4期
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采用热重-差热分析（TG-DTA）方法对不同NH4HF2/Al2O3质量比的Al2O3+NH4HF2混合物的热行为进行了分析，确定了DTA曲线的临界温度。进一步分析了各临界温度前后直接热处理所得产物的形貌和物相。结果表明，质量比对临界反应温度和反应过程没有影响。氟化反应在室温下以(NH4)3AlF6的形成开始，在162.3~162.8 ℃时占主导地位，在180 ℃左右完成。进一步热处理后，(NH4)3AlF6在249.8~250.1 ℃分解为NH4AlF4，在356.8~357.7 ℃分解为β-AlF3；随后β-AlF3在400~650 ℃向α-AlF3转变。
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石墨烯/6H-SiC(0001)表面高质量USb2 薄膜的制备和表征
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王西洋 郝群庆 张云 潘启发 陈秋云 冯卫 王永欢 朱燮刚 罗丽珠 赖新春 刘琴 谭世勇《稀有金属材料与工程》,2022年第51卷第8期
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重费米子体系可以通过维度等调控手段来展现出丰富而有吸引力的量子基态。首次通过分子束外延技术在石墨烯/6H-SiC（0001）衬底成功制备了高质量的USb2薄膜。结合反射式高能电子衍射、X射线衍射、电输运和X射线光电子能谱测量，证明了所制备的USb2薄膜是高质量的单晶薄膜。此外，利用扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱对USb2薄膜的表面形貌、原子结构和能带结构进行了表征。结果显示，生长的USb2薄膜的表面原子结构、电输运性质和能带结构与块体USb2单晶相似。最后，高质量USb2薄膜的成功制备和表征为未来通过生长理想厚度的超薄膜在低维铀基重费米子系统中探索奇妙性能提供了宝贵的实验经验。
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