熔盐电沉积硅的基础研究

在FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中,以Pt为参比电极、硅钢片为工作电极、石墨为辅助电极,在750℃下,用循环伏安法和计时电位法对Si4+的电化学反应机理和扩散系数进行了研究。结果表明:该熔盐体系进行电沉积硅是可行的,该体系中硅离子的还原为扩散控制的可逆电极过程,且产物不可溶;整个还原过程为Si4++4e→Si0;该熔盐体系中阴极电位不应负于-2V,否则会有Na沉积出来,从而影响沉积层质量;Si4+的扩散系数为:D=5 42×10-11m2/s(C=2 58×103mol/m3)。     

硝酸铈对6061铝合金磷化过程的影响

通过SEM,XRD,FTIR和电化学的方法,研究了硝酸铈对6061铝合金磷化过程的影响,并对铝合金磷化动力学行为进行了探讨.结果表明,硝酸铈的加入使得在铝合金表面上所形成的磷化膜结晶细化,成膜速度加快,磷化完成时间缩短.磷化膜组成为Zn3(PO4)2*4H2O和Zn2Fe(PO4)2*4H2O,硝酸铈并没有构成磷化膜的组成成分,硝酸铈在铝合金磷化过程中起到了形核与促进磷化的作用.     

在硅衬底上生长超导薄膜过渡层

本文介绍了在Si(100)衬底上异质外延生长超导薄膜过渡层的方法,研究了过渡层的晶体性质和表面形貌。在Si(100)衬底上外延生长的过渡层依次为Y_2O_3(110)、ZrO_2(100)和Y_2O_3(100)/ZrO_2(100)。最上层生长的即是YBa_2Cu_3O_(7-x)超导膜层,其T_c值达88K。 过渡层用真空蒸镀的方法。首先蒸镀金属钇,并以氧等离子体将其氧化,制成Y_3O_3过渡层。采用ZrO_2晶拉电子束蒸发沉积制成了ZrO_2过渡层。生长器中基础压力为1.33×10~(-5)Pa,生长过程中压力     

Cd掺杂In_2O_3多孔纳米球的制备及其甲醛气敏性能

采用水热和煅烧工艺制备具有良好分散性的多孔纳米球形Cd掺杂In_2O_3颗粒,并对其甲醛气敏性能进行测试。结果表明:Cd掺杂量较低时得到的粉末为纯立方In_2O_3相,当Cd掺杂量高于4.1%(原子分数)时,除存在立方In_2O_3相外,还存在微量立方Cd O相。Cd掺杂可极大提高In_2O_3多孔纳米球的甲醛气敏性能并且降低其最佳工作温度,4.1%Cd-In_2O_3最佳工作温度为60℃,远低于纯In_2O_3的最佳工作温度120℃,能显著降低In_2O_3传感器的能耗。且4.1%Cd-In_2O_3在60℃下对50×10~(-6)甲醛的灵敏度高达1 074,远高于纯In_2O_3在120℃下的最高灵敏度57。4.1%Cd-In_2O_3在60℃对50×10~(-6)甲醛的响应和恢复时间分别为326 s和912 s;Cd掺杂In_2O_3还可明显提高其气敏选择性能。     

AZ31镁合金表面钼酸盐转化膜的制备与耐蚀性能

以Na2Mo O4为主盐,与氧化剂H2O2、成膜促进剂NaF和Na2Si O3一起组成化学转化液,在AZ31镁合金表面制备钼酸盐转化膜,利用扫描电镜和X线光电子能谱仪分析转化膜的形貌和组成,通过电化学阻抗测试研究转化膜在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为,并讨论成膜机理,研究转化液中Na2Mo O4浓度与p H以及成膜温度和时间对薄膜结构与耐腐蚀性能的影响。结果表明:转化液的优化组成为0.2 mol/L Na2Mo O4+0.12 mol/L NaF+0.014mol/L Na2Si O3+0.012 mol/L H2O2;优化工艺条件为p H=5,温度60℃,转化时间30 min;转化膜为黄棕色,主要由Mg Mo O4,Mg F2,Mo O2,Mo O3和Mg Si O3组成,转化膜宏观上完整均匀,存在网状微裂纹;钼酸盐转化膜能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能,对基体合金有一定的保护作用。     

层层自组装纳米金/硫堇修饰玻碳电极测定亚硝酸根

研究了纳米金/硫堇多层膜修饰玻碳电极的制备以及亚硝酸根在该电极上的电化学行为。在稀硝酸溶液中,通过恒电位法将玻碳电极活化,使其表面产生-COH等含氧基,然后将其浸泡在硫堇溶液中,硫堇中的-NH2与玻碳电极表面的-COH基团发生席夫碱反应,将硫堇固定在电极上。最后将电极浸泡在纳米金溶液中,通过纳米金与硫堇的相互作用将纳米金修饰到电极表面,从而制得纳米金/硫堇多层膜修饰玻碳电极。实验结果表明,该修饰电极能显著促进亚硝酸根在电极表面的电化学过程,电化学响应信号与亚硝酸根的浓度在20×10-6~50×10-5 mol/L和50×10-5~20×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5×10-8 mol/L (S/N=3)。方法用于水样中亚硝酸根的测定,相对标准偏差为22%~32%,回收率在98%~104%范围。     

金相组织结构对Pb-Ag-RE合金阳极电化学行为的影响

采用循环伏安法、计时电位法、Tafel测试对比研究了3种具有不同金相组织结构的Pb-AgRE阳极的析氧行为。结果表明,金相组织中不同相的含量和分布影响阳极氧化成膜,进而影响阳极电化学行为;浇铸阳极金相中含有大量的晶界和富RE二次相,这些相在极化过程中易氧化成膜,因此浇铸阳极氧化膜最厚。其中,膜层中PbO_2含量也最大,促进活性位点的生成,因而浇铸阳极析氧活性高;压延面电极膜层最薄,但压延面电极和横截面电极析氧活性相当。     

铝合金环境友好型Ti-Zr系转化膜耐蚀性研究

采用环境友好型Ti-Zr系处理液与传统铬酸盐处理液分别在30s、60s、90s、180s、240s、300s成膜时间下对铝合金试样进行成膜处理,通过对成膜厚度、平均膜重、抗重铬酸点滴测试,结果表明：两种转化膜成膜都较为均匀,钛锆系转化膜只能30s～180s范围内持续钝化,超过180s后钛锆系转化膜出现膜层疏松的自溶解过程,铬酸盐处理液能够使铝合金试样在30s～300s范围持续钝化成膜。通过光学显微镜及SEM对成膜样品微观形貌进一步分析,结果表明：铬酸盐转化膜较钛锆系转化膜更加致密,膜层更加稳定,耐蚀性较强,Ti-Zr系处理液配方需进一步优化改进。     

热压法制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料及力学性能研究

以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用机械合金化结合热压烧结法制备了Mo5Si3-Al_2O_3复合材料,研究了Al_2O_3含量对Mo5Si3-Al_2O_3复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料的主要物相组成为Mo5Si3、Al_2O_3和Mo3Si,其平均晶粒尺寸在51~99 nm之间,具有纳米晶结构。Al_2O_3的引入细化了晶粒,提高了复合材料的致密度和力学性能。Mo5Si3-30%Al_2O_3复合材料的致密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为99.6%、13.2 GPa、322 MPa和6.43 MPa·m1/2。     

以正硅酸乙酯为原料包覆二氧化钛的工艺及机理研究

使用正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,采用溶胶-凝胶法在钛白粉表面包覆致密Si O_2膜层,对包膜过程的主要影响因素进行研究。用Si O_2沉积量和酸溶率综合评价包覆效果,确定了最佳包覆条件。使用胺类分散剂,采用并流加料方式,打浆浓度为200 g/L,温度为60℃,催化剂氨水添加量为4%,水醇比为1∶6.9时,达到最佳包覆效果。对比研究发现TEOS比硅酸钠包膜产物显示出更低的酸溶率和光催化活性,表明TEOS包覆的Si O_2膜层具有更高的致密度,包膜产物耐候性更高。红外光谱和扫描电镜表征确定了Si O_2膜层以化学键合的方式包覆于Ti O_2表面。使用电导率测定方法分析了包膜过程的机理。     

熔盐电解制备Dy-Cu合金及其电极还原过程研究

采用LiF-DyF_3为基础熔盐电解质,Dy_2O_3、Cu_2O为电解原料,采用熔盐电解法制备了Dy-Cu中间合金。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对电解产物的形貌及物相组成进行分析;通过循环伏安法分析Dy(Ⅲ)、Cu(Ⅰ)在钨阴极的电极还原过程。结果表明,LiF-DyF_3(24mol%)-3%Dy_2O_3-1%Cu_2O体系下,控制温度970℃、电解时间1.0 h,可制备Cu-Dy中间合金且合金主要物相为CuDy;当电解过程稳定进行时,相同阴极电流密度下,槽电压的变化较小,而随着阴极电流密度的提高,槽电压逐渐增大,电流效率先升高后降低;在LiF-DyF_3(24mol%)熔盐体系内,Dy_2O_3、Cu_2O电极还原过程都是一步完成,Dy(Ⅲ)在钨电极上还原电位在-0.6～-0.4 V附近;Cu(Ⅰ)在钨电极上还原电位在-0.6 V附近。     

等离子喷涂制备Mo-Si-B复合涂层的高温抗氧化行为研究

本文采用等离子喷涂法在钼电极表面制备了Mo-Si-B复合涂层,利用SEM观察涂层的显微形貌,通过XRD分析涂层的物相组成,通过DSC-TGA考察了涂层钼电极在空气环境中的抗氧化行为。结果表明:当Mo∶B∶Si添加比例达3∶1∶1时,钼电极的涂层由MoSi_2相和MoB相组成,涂层的内部致密,与基体钼电极结合紧密;在抗氧化过程中,涂层经历了氧化增重、平稳运行、再次增重3个阶段;涂层物相最终转化为MoSi_2相、Mo_5Si_3相、B_2O_3相和Si O2相。     

冷轧板磷化和硅烷前处理工艺及形貌对比分析

磷化及硅烷处理是冷轧板常用的表面前处理技术。文章从工艺流程、成膜机理、评价方法等方面对比分析了两种转化膜技术,并采用扫描电镜对两种转化膜的形貌进行了对比分析,同时研究了前处理工艺对冷轧汽车钢DC04表面粗糙度和峰值密度的影响。结果表明：和磷化工艺相比,硅烷处理工艺省去表调及磷化后两道水洗,工艺流程短且环保;磷化采用磷酸盐沉淀方式成膜,而硅烷处理采用共价键成膜。由于磷化相为晶体结构,可采用X射线衍射仪评价其相组成及占比。扫描电镜分析磷化膜由2～4μm的磷酸盐组成,而硅烷膜由更加细小的圆形或不规则颗粒组成。冷轧板DC04经磷化或者硅烷处理后,试样表面粗糙度基本保持不变,而峰值密度略有升高。     

Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的制备及抗氧化性能研究

采用机械化学还原法结合热压烧结制备了Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料,并对复合材料在600℃下的氧化行为进行了研究。结果表明:以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,机械球磨10h,可获得具有纳米晶结构的Mo_5Si_3-Al_2O_3复合粉体;相比纯Mo5Si3试样,Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的烧结相对密度和硬度提高,分别达97.2%和1350HV;Al_2O_3的引入可有效防止Mo_5Si_3的低温"粉化"现象,使Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的抗氧化性明显提高,其氧化动力学曲线呈近似抛物线规律。     

Nb对铸造双相耐热钢高温氧化的影响

为探究Nb对双相耐热钢高温抗氧化性能的影响规律,采用扫描电镜、能谱分析和XRD等分析测试手段研究了1 000和1 100℃下含Nb双相耐热钢高温氧化性能。结果表明,双相耐热钢氧化层结构为氧化外层(MnCr_2O_4)→氧化内层(Cr_2O_3)→Si的内氧化层;Nb的加入加速双相耐热钢的表层氧化膜生长,降低了其抗氧化性能;随着Nb含量的增加,表层基体内部形成富Nb相,促进Si的沿晶界氧化而抑制Si的界面氧化,Cr_2O_3层和Si的内氧化层厚度均增加。在对高温抗氧化性能要求高的情况下,本双相耐热钢中Nb的质量分数应控制在0.8%以下。     

6061铝合金表面稀土铈盐法处理工艺研究

采用稀土盐Ce(NO_3)_3·6H_2O作为主盐、H_2O_2为强氧化剂,研究出新型6061铝合金无铬转化工艺,并通过抗蚀性能测试、转化膜膜厚测试等方法对其转化后的耐腐蚀性能进行分析。结果表明,最佳成膜工艺参数,Ce(NO_3)_3·6H_2O浓度为15g·L~(-1);H_2O_2浓度为4m L·L~(-1);处理温度为35℃,处理时间为10 min;pH为3.5。稀土铈转化膜的生成可以显著降低6061铝合金的腐蚀速率,提高金属基体的耐腐蚀性能。     

ZrSiN纳米复合膜的显微结构、力学性能和强化机理

利用磁控溅射方法,采用不同成分的ZrSi复合靶,在单晶硅基底片上沉积不同Si含量的ZrSiN纳米复合膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪等表征测试方法研究了Si含量对ZrSiN纳米复合膜微观结构和力学性能的影响.结果表明:随着ZrSiN薄膜中Si含量的增加,薄膜结晶程度先升高后降低,同时薄膜硬度和弹性模量先上升后下降;当Si与Zr的原子比为1∶24时,ZrSiN薄膜的硬度和弹性模量达到最大值31.6GPa和320.6GPa,此时ZrSiN薄膜内部形成Si3N4界面相包裹ZrN纳米晶粒的纳米复合结构;Si3N4界面相呈结晶态协调邻近ZrN纳米晶粒间的位向差,并与ZrN纳米晶粒之间形成共格外延生长,表明ZrSiN纳米复合膜的强化来源于ZrN纳米晶粒和Si3N4界面相之间形成共格外延生长界面.     

表面处理对免酸洗钢磷化膜耐蚀性影响

采用电化学方法研究了喷丸处理、酸洗处理、氧化铁皮对一种免酸洗钢磷化膜耐蚀性的影响。结果表明,喷丸处理样磷化膜组织和成分不均匀,磷化膜的耐蚀性较差;酸洗处理样磷化膜组织呈圆形颗粒状,腐蚀电位较高,腐蚀电流密度和阳极溶解速度较高,磷化膜的腐蚀溶解速度较快;氧化铁皮样磷化膜组织呈均匀致密竖条型,阳极溶解速率较低,磷化膜的腐蚀溶解速度最慢。     

电泳沉积法制备Fe2O3膜及其烧结致密化

采用电泳沉积技术在Ni基体上制备Fe2O3膜,研究pH值对Fe2O3悬浮液稳定性的影响;沉积时间对电泳沉积速率,沉积层厚度及致密度的影响;高温处理对Fe2O3膜的致密度及膜与基体之间结合性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、纳米粒度及zeta电位分析仪对电泳沉积进行表征。实验结果表明:当pH值为3时,悬浮液的zeta电位高达67 mV以上,此时悬浮液分散均匀。当电场强度为30 V/cm,沉积时间为120 s时,可以制备出均匀、无裂纹、相对密度为56%的Fe2O3膜。经1 000℃与1 100℃热处理4 h后,Fe2O3膜的致密度有所提高,与基体之间的结合性能改善。     

在LiF-CaF_2-NdF_3熔盐体系中Nd的电化学行为研究及Nd-Fe合金的制备

研究了LiF-CaF_2-NdF_3熔盐体系中Nd(Ⅲ)的电化学行为,通过循环伏安法和开路计时电位法研究得出Nd(Ⅲ)的还原反应为两步电子转移过程,在惰性W电极上,两步反应的平衡电位分别为-1.58 V及-1.27 V(vs. Pt)。在活性Fe电极上对Nd(Ⅲ)的电化学行为研究发现,Nd与Fe会在-0.72 V和-1.15 V(vs. Pt)形成两种Nd-Fe合金。采用自耗阴极法制备了液态Nd-Fe合金,通过XRD分析Nd-Fe合金主要是由Nd、Fe_(17)Nd_2和Fe_(17)Nd_5组成。