A highly active composite electrocatalyst Ni–Fe–P–Nb2O5/NF for overall water splitting

This work demonstrates a facile Nb₂O₅-decorated electrocatalyst to prepare cost-effective Ni–Fe–P–Nb₂O₅/NF and compared HER & OER performance in alkaline media. The prepared electrocatalyst presented an outstanding electrocatalytic performance towards hydrogen evolution reaction, which required a quite low overpotential of 39.05 mV at the current density of ?10 mA cm^?2 in 1 M KOH electrolyte. Moreover, the Ni–Fe–P–Nb₂O₅/NF catalyst also has excellent oxygen evolution efficiency, which needs only 322 mV to reach the current density of 50 mA cm^?2. Furthermore, its electrocatalytic performance towards overall water splitting worked as both cathode and anode achieved a quite low potential of 1.56 V (10 mA cm^?2).     

钕铁硼化学镀防护及在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用化学镀方法在钕铁硼表面分别制备Ni-P合金镀层、Ni-Mo-P合金镀层、Ni-P/PTFE复合镀层和Ni-Mo-P/PTFE复合镀层,并研究了不同化学镀层在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明:Ni-P合金镀层、Ni-Mo-P合金镀层、Ni-P/PTFE复合镀层和Ni-Mo-P/PTFE复合镀层都完整覆盖钕铁硼表面,它们的粗糙度差别不大,在模拟海洋大气环境中的腐蚀失重都低于钕铁硼的腐蚀失重,容抗弧半径增大且电荷转移电阻有不同程度的提高。与Ni-P合金镀层和Ni-Mo-P合金镀层相比,Ni-P/PTFE复合镀层和Ni-Mo-P/PTFE复合镀层具有优良的耐腐蚀性能,原因在于PTFE颗粒较均匀的沉积在镀层表面增加一道屏蔽层,也起到阻碍腐蚀介质渗透腐蚀的作用。尤其是Ni-Mo-P/PTFE复合镀层,其表面更致密,PTFE颗粒沉积更均匀,能更有效延缓腐蚀介质与钕铁硼接触,显著提高钕铁硼在模拟海洋大气环境中的耐腐蚀性能。     

镀液温度实时控制系统的设计与实现

针对镀液温度变化的非线性和滞后性,设计了采用专家规则的镀液温度实时控制系统。该系统在实时监测的基础上,构建了综合评判镀液温度偏差和镀液温度偏差变化率的专家规则,实现了镀液温度的自适应快速调节。仿真分析结果表明,该系统克服了非线性和滞后性的不良影响,能够实现镀液温度的实时控制。     

温度对化学镀锡层形貌和耐蚀性的影响

对不同温度下制备的化学镀锡层进行了电化学腐蚀试验。使用电化学工作站测试了交流阻抗谱,研究了温度对化学镀锡层形貌和耐蚀性的影响。结果表明:Nyquist图显示不同温度下所得化学镀锡层的电化学阻抗谱都呈现出简单的容抗弧特征,随着温度从40℃升高到80℃,容抗弧半径总体上先增大后减小;Bode图显示不同温度下所得化学镀锡层的相位角与频率之间的关系曲线形状相似,在测试频率范围内都只出现一个相角峰。温度为60℃时制备的化学镀锡层表面块状颗粒的尺寸和分布最均匀,容抗弧半径最大,并且在较宽频率范围内的相位角都接近70°,表现出较好的耐蚀性。     

硼氢化钠对滑轮用铸钢板化学镀Ni-B合金薄膜性能的影响

在滑轮用铸钢板上化学镀Ni-B合金薄膜,并研究了硼氢化钠的质量浓度对化学镀Ni-B合金薄膜性能的影响。结果表明:适当增加硼氢化钠的质量浓度,有利于增大化学镀Ni-B合金薄膜的厚度及硼的质量分数,从而提高化学镀Ni-B合金薄膜的硬度。当硼氢化钠的质量浓度大于1.2 g/L时,硼氢化钠的水解速率加快及剧烈的析氢反应,导致化学镀Ni-B合金薄膜的厚度及硬度有所降低。当硼氢化钠的质量浓度为1.2 g/L时,化学镀Ni-B合金薄膜表面"胞状"颗粒均匀、致密,摩擦因数和磨损率最低,具有最佳的耐磨性。     

不同弧电流对AlCrBN涂层结构和性能的影响

目的 提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法 利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流（60、80、100 A）的AlCrBN涂层。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验仪和切削试验对涂层的微观结构和性能进行研究分析。结果 AlCrBN涂层的物相成分为固溶的fcc-(Cr,Al)N相以及少量的CrB2和fcc-BN相。随着AlCrB靶弧电流由60 A增至100 A，表面粗糙度Sq值由197 nm增至208 nm，Sa值由107 nm增至113 nm；显微硬度由3574HK0.05先增至3890HK0.05，再降至3209HK0.05；结合强度Lc2由57 N增至63 N，再降至55 N，均呈现先增后减的趋势。不同弧电流制备的AlCrBN涂层的磨损率依次为0.69×10-15、0.38×10-15、0.84× 10-15 m3/(N?m)，涂层的磨损机理均为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。切削结果显示，AlCrBN涂层刀具在切削速度VC为60 m/min和191 m/min条件下的切削寿命均高于AlCrN涂层刀具，且80 A条件下制备的AlCrBN涂层刀具切削寿命均最长，分别为9 m和6 m。切削速度60 m/min条件下的磨损机理：初期为磨粒磨损，中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。切削速度191 m/min条件下的磨损机理：初期和中期为磨粒磨损和粘着磨损，后期为粘着磨损。结论 AlCrBN涂层刀具与AlCrN涂层刀具相比，切削性能更加优越，并且80 A条件下制备的AlCrBN涂层的综合性能最优。     

脉冲偏压对TiAlCN薄膜结构与力学性能的影响

利用多弧离子镀-磁控溅射复合技术通过改变脉冲偏压在Si片与SS304基体表面制备了TiAlCN薄膜,研究了不同脉冲偏压对薄膜结构和力学性能的影响。薄膜成分、表面形貌、相结构及力学性能分别利用能量弥散X射线谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和纳米压痕仪等设备进行表征。结果表明,随着脉冲负偏压的增加,薄膜中Ti元素的含量先减小后增大,而Al元素有相反的变化趋势。适当增大脉冲偏压,薄膜表面颗粒、凹坑等缺陷得到明显改善。物相分析表明TiAlCN薄膜主要由(Ti,Al)(C,N)相,Ti4N3-x相和Ti3Al相组成。薄膜平均硬度与弹性模量随脉冲负偏压的增加先增大后减小,在负偏压-200 V时达到最大值分别为36.8 GPa和410 GPa。     

Enhancement of oxidation and wear resistance of Fe-based amorphous coatings by surface modification of feedstock powders

Surface oxidation of the in-flight powders during the preparation of amorphous coatings in high velocity oxygen fuel process causes the formation of oxygen-rich intersplat regions. These regions are brittle in nature and can dramatically deteriorate the mechanical performance of the coatings. To solve this problem, the starting FeCrMoCBY amorphous feedstock powders were modified by electroless plating a thin layer of Ni–W–P amorphous phase. It was found that the covering of the Ni–W–P layer can significantly reduce the oxygen content in the resultant Fe-based amorphous coatings. The wear resistance of the coatings with and without the modification of Ni–W–P thin layer was comparatively studied by ball-on-disk wear tests against Si₃N₄ counterpart in air. It revealed that the wear of two types of coatings follows the same oxidation wear mechanism but the modified coating exhibits much better wear resistance due to the improved oxidation resistance.     

镍-磷-纳米碳化硅-聚四氟乙烯化学复合镀对纺纱钢丝圈寿命的影响

为研究分析不同表面处理工艺对钢丝圈纺纱性能的影响,进一步提高钢丝圈使用寿命,采用化学镀的方法向镀液中添加纳米碳化硅(SiC)和聚四氟乙烯(PTFE),制备Ni-P-SiC-PTFE化学复合镀层的钢丝圈。借助扫描电子显微镜、X射线能谱仪和环锭纺纱机等对钢丝圈及镀层的微观结构和性能进行表征。结果表明:相对于Ni-P 化学镀钢丝圈,Ni-P-SiC-PTFE化学复合镀钢丝圈的镀层晶粒细化,厚度均匀,镀层与基体之间结合良好,镀层厚度增加1倍,镀层硬度提高24.5%;采用Ni-P-SiC-PTFE化学复合镀钢丝圈试纺后,纱线的细节、粗节和棉结分别降低40%、18.8%、10.3%,且钢丝圈挂花引起的断头率降低50%,纺纱性能优于Ni-P化学镀钢丝圈;Ni-P-SiC-PTFE化学复合镀钢丝圈上机后的磨损量减少了31.6%,耐磨性得到明显提升。     

电压对电刷镀三价铬镀层性能的影响

在45钢表面电刷镀得到三价铬镀层,镀液组成和工艺条件为:Cr2(SO4)36H2O 0.4 mol/L,甲酸铵0.5 mol/L,氨基乙酸0.5 mol/L,H3BO30.6 mol/L,NaH2PO2 H2O 0.3 mol/L,pH=1.5,温度50°C,镀笔移动速率15 cm/s。研究了电压对镀铬层显微结构、表面粗糙度、厚度、显微硬度和耐磨性的影响。随电压增大,镀层厚度增大,显微硬度和耐磨性均先提高后降低。电压为14 V时,镀层的表面平整,粗糙度为2.387μm,显微硬度为602 HV,耐磨性最好。