纤维素基多孔碳膜的制备及其电化学性能研究

以α-纤维素分散液为前驱体,采用简单的抽滤和热处理工艺制备多孔超薄碳膜。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等方法对其结构进行了表征;采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了其电化学性能;并且研究了多级孔结构对所制备的碳膜电化学性能的影响。结果表明:制备的超薄多孔碳膜呈现多级孔结构,厚度约为1.5μm,在电流密度为0.5A·g-1时,容量达到169F·g-1;在2A·g-1的电流密度下,在循环5 000圈后,可以保持80%的容量,同时库伦效率几乎保持100%。     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和 XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了 CO2分压对20#钢在CO2/H2O 气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随CO2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.1609 mm/a)和最大值(1.8988 mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经 EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O 三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1 s、O 1 s和Fe 2 p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有 Fe3C、FeCO3、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH.     

热处理工艺对P91耐热钢中δ-铁素体和冲击性能的影响

P91耐热钢热加工(轧制、焊接、热处理)过程中易产生δ-铁素体,且其形态、数量和分布与热加工温度关系密切。通过设计P91耐热钢热处理工艺,在1 150℃、1 250℃、1 300℃温度下正火获得马氏体+δ-铁素体混合组织,并对1 300℃正火组织进行1 050℃(油冷)+760℃(空冷)。采用金相显微镜、显微硬度计和扫描电子显微镜等技术研究δ-铁素体数量、形态、分布的变化,并测试各热处理状态下的冲击韧性和失效模式。结果表明,P91钢随着正火温度升高,δ-铁素体数量增加;形态呈细条状、细条状+块状和多边形块状分布;1 050℃正火+760℃回火不能消除在1 300℃正火时产生的δ-铁素体,但能减少其数量、改变其形态与分布。随δ-铁素体含量增加冲击功减小,冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂,边界平直的块状多边形δ-铁素体较条状形态更不利于冲击韧性。     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了CO_2分压对20#钢在CO_2/H_2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析。结果表明:随CO_2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.160 9 mm/a)和最大值(1.898 8mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO_2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1s、O 1s和Fe 2p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeOOH。     

添加碳化钨和石墨改善真空熔覆Ni-Co基合金涂层的极化行为

采用真空熔覆技术在45#钢表面制备了不同Co含量的Ni-Co基合金熔覆层及Ni-Co+WC、Ni-Co+WC+Graphite复合熔覆层,研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,在ZG45表面制备的Ni-Co基合金熔覆层的自腐蚀电位随Co含量的增加而升高,其自腐蚀电位相比ZG45至少提高了4.98%,腐蚀电流则降低了74.93%。在Ni-Co基合金熔覆层中添加WC和石墨(G)后其自腐蚀电位提高:同时添加WC和G时的自腐蚀电位相比只添加WC时提高了32.39%,腐蚀电流则降低了19.37%;且同时添加WC和G试样的自腐蚀电位比Ni-40%Co提高33.86%,耐腐蚀性能相比Ni-Co基合金得到了增强和改善。另外,在同时添加WC和G的试样的极化曲线上出现了钝化区,且其钝化区腐蚀电位宽度大于只添加WC的试样,说明前者的耐腐蚀性优于后者。     

表面镀Ni碳纤维增强Cu基复合材料的制备和表征

为提高碳纤维/铜(Cf/Cu)复合材料中Cf与Cu基体的结合强度,通过电化学法在Cf表面沉积一层约1μm厚的Ni镀层,进而沉积厚约6μm的Cu镀层,将镀覆Ni-Cu复合镀层的短纤维复合丝在800℃、20MPa下利用放电等离子烧结(SPS)制备镀镍碳纤维增强的铜基复合材料(Cf/Cu(Ni)),并与相同烧结工艺下制备的相同碳纤维体积分数的Cf/Cu复合材料进行对比。利用XRD和SEM分别研究了碳纤维表面Ni镀层的物相及表面形貌,用附带EDS的SEM研究了Cf与Ni-Cu复合镀层断面、Cf/Cu(Ni)复合材料表面及断口形貌,采用电子式万能试验机研究了未经修饰的碳纤维、镀Ni碳纤维、镀Cu碳纤维和Cf/Cu(Ni)以及Cf/Cu复合材料的拉伸性能。结果表明,镀Ni碳纤维复合丝的拉伸强度略高于未经修饰的碳纤维,断裂伸长率则略低于未经修饰的碳纤维,拉伸过程中Ni镀层无剥离,这与其表面Ni镀层和Cf的结合强度较高有关。Cf/Cu(Ni)复合材料呈塑性断裂,力学性能明显优于Cf/Cu复合材料,拉伸强度提高20%以上。     

溶胶-凝胶法制备三元金属氮化物薄膜及其最新研究进展

三元金属氮化物薄膜是一类在电子、铁磁等领域具有广阔应用前景的新材料,主要有立方金属(反)钙钛矿和立方η碳化物(η-carbide)两种结构类型,由于其卓越的性能如高硬度、超导性、催化性以及各种不同的磁学性能而引起人们广泛的研究。本文主要介绍了三元氮化物结构特性以及溶胶-凝胶法(Sol-gel)在这些氮化物制备方面的应用,阐述并分析了溶胶-凝胶法的优缺点;简述了溶胶-凝胶法制备其他三元金属氮化物薄膜(如铁磁薄膜)的应用;最后指出了溶胶-凝胶法目前存在的一些问题。     

超级电容器电解质研究进展

电解质作为超级电容器的重要组成部分,对器件性能起着关键性作用。本文对近些年来超级电容器各种电解质,包括水系、有机液体、离子液体、固态/准固态聚合物电解质和氧化还原体系电解质的特点和最新研究成果进行了描述;重点介绍了固态/准固态聚合物电解质的分类及其性能研究概况。提出了发展电位窗口宽、离子电导率高、电化学性能稳定的离子液体和机械强度等综合性能优良的凝胶聚合物电解质是将来超级电容器电解质发展领域的趋势,最后对超级电容器电解质的发展前景进行了展望。     

熔融6061和4043铝合金在纯钛表面的反应润湿

利用改良座滴法研究了高真空条件下熔融6061和4043铝合金在600,650,700℃分别与纯钛(TA2)的反应润湿行为。结果表明:Al/Ti体系属于典型的反应润湿,铝合金中微量的Si元素在界面上产生了明显富集且满足热力学条件;界面上形成了富Si的致密的层片状Ti_7Al_5Si_(12)相,致密层产生后阻碍熔体润湿母材;Ti_7Al_5Si_(12)相的分解及三相线附近疏松的粒状Al_3Ti相产生后能够破除钛表面的氧化膜,进而促进润湿;6061/TA2和4043/TA2两润湿体系铺展动力学均可由反应产物控制(Reaction Product Model)模型描述,整个润湿铺展过程分为两个阶段,即先呈指数铺展、后呈线性铺展;6061铝合金对应两个阶段的铺展活化能分别为56kJ/mol和112kJ/mol,4043铝合金以指数铺展为主,铺展活化能为47kJ/mol,Ti_7Al_5Si_(12)相的分解对应于指数铺展阶段。     

焊后时效处理对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行自然时效和人工时效处理,通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉伸实验机和显微硬度计对组织演变和力学性能进行研究。结果表明:人工时效处理后显微硬度比焊态和自然时效高10~25HV,提高焊核区和热机影响区硬度效果明显好于自然时效。经过焊后自然时效、人工时效的焊接接头力学性能得到一定程度的提升,人工时效析出相比自然时效析出相抗拉强度提高12%,延伸率降低9%,人工时效提高拉伸强度效果更明显。人工时效处理后,焊核区组织发生显著变化,NZ主要为GP区,经过人工时效后NZ强化效应随团簇和GP区尺寸增大及数量增多而加强。HAZ主要为粗大的β′,经过人工时效后变化不大,硬度基本保持不变。通过对微观组织进行研究发现析出物的形状由界面能和应变能决定。