阳极氧化铝膜的表面接枝改性及润湿行为

目的通过对阳极氧化铝膜(AAO)表面化学接枝甲基丙烯酸甲酯,改变其表面的粗糙度和分子结构,从而实现AAO膜表面润湿行为的可控。方法采用二步阳极氧化法制备六方柱形的多孔AAO膜,结构高度有序,并对AAO膜表面进行硅烷化(KH-570)处理,采用活性聚合的方法在其表面接枝上甲基丙烯酸甲酯。采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测定仪对AAO膜及改性后的AAO膜进行了结构表征和润湿行为研究。探讨了阳极氧化的工艺条件及接枝甲基丙烯酸甲酯对AAO膜的形貌和润湿性能的影响。结果 AAO膜孔径在100 nm左右,六边形孔洞分布均匀,并且六边形孔洞垂直于AAO膜表面,孔洞与孔洞平行,通过对其表面接枝甲基丙烯酸甲酯,使得AAO膜的表面水接触角先增大后减小。结论 AAO膜表面的润湿行为,可以通过AAO膜表面化学改性和表面粗糙度共同作用而得以调控。     

微量Zn对高压电解电容器阳极铝箔比电容的影响

采用X射线衍射仪定量检测立方织构,采用二次离子质谱仪分析铝箔表层Zn元素分布,采用扫描电子显微镜观察腐蚀结构,研究Zn含量对高压电解电容器阳极铝箔腐蚀结构及比电容的影响。结果表明:当Zn含量由1.9×10 6(质量分数,下同)提高至2.0×10 5时,铝箔立方织构的体积分数仍可达到95%,Zn更多地富集于铝箔表面,导致腐蚀结构均匀,进而使阳极在520 V时的比电容由0.666μF/cm2增加到0.689μF/cm2。     

阳极氧化铝膜中间层阻挡元素扩散研究

对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜,利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层,通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为.结果表明:没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品,涂层和基体间的元素扩散严重;而以AAO膜为中间层的Ni/AAO/C103样品,涂层和基体间的元素扩散受到明显抑制.经900℃热处理后,Ni/C103,Ni/Al/C103及Ni/AAO/C103样品其外层中Nb含量分别为7.05%,5.08%和3.55%;基体中的Ni含量分别为6.84%,3.62%和2.85%;AAO膜作为中间层有较强的元素扩散阻挡能力.在900℃退火后,Ni/C103和Ni/Al/C103样品表面均生成了Nb Ni3相,而Ni/AAO/C103样品并未出现Nb和Ni的反应生成物.通过Fick定律计算得知,900℃时Ni在AAO膜的扩散系数为3.28×10-14m2/s,Nb为2.16×10-14m2/s;1000℃时Ni的扩散系数上升至1.03×10-13m2/s,Nb为3.58×10-14m2/s.     

电解液中铈盐对LDH/AAO复合膜层耐蚀性影响

普通阳极氧化膜难以对铝合金形成有效的防护作用，须进行封孔处理以改善膜层耐蚀性差问题。采用原位生长法制备的层状双金属氢氧化物（LDH）膜对阳极氧化（AAO）膜进行封闭，得到LDH/AAO复合膜层，研究阳极氧化电解液中三价铈盐浓度对AAO膜层及LDH/AAO复合膜层耐蚀性影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、辉光放电发射光谱仪(GDOES)分别表征膜层的微观形貌和元素组成，通过电化学交流阻抗（EIS）、动电位极化曲线和酸性盐雾试验检测膜层的耐蚀性。结果表明，在阳极氧化电解液中添加铈盐能够提高AAO膜层的致密性和耐蚀性，并改善后续LDH膜层在AAO膜表面的生长。LDH可以在AAO孔洞和缺陷中生长，并完全覆盖AAO层，耐蚀性明显优于铈盐封闭，铈盐浓度为0.03 mol/L时AAO膜层与LDH/AAO复合膜层耐蚀性更好。通过对LDH层负载钒酸根缓蚀剂，进一步优化了复合膜层的耐蚀性能。复合膜层的耐蚀作用主要归因于电解液中添加铈盐提高了AAO内层的物理阻隔性能，负载钒酸根的LDH外层对腐蚀性离子的捕获及对层间缓蚀剂的释放双重作用为基体铝合金提供了长效保护。提出层状双金属氢氧化物/阳极...     

流延浸渍法制备Cu-CeO2-YSZ固体氧化物燃料电池阳极

通过流延浸渍法制备Cu-CeO2-YSZ阳极,采用淀粉做造孔剂,确定了多孔YSZ基体的制备工艺,主要包括造孔剂用量及流延浆料配比.并通过复合流延制备多孔YSZ支撑的多孔-YSZ/致密-YSZ复合基体,以Pt浆为阴极,通过电池放电考察了氢气条件下多孔YSZ孔隙率、Ce和Cu的浸渍条件等对Cu-CeO2-YSZ阳极性能影响.结果表明,原料中淀粉含量为65%(质量分数),1500℃烧结6 h得到多孔YSZ孔隙率可达到70%左右.采用真空顺次浸渍法制备20%Cu-10?O2-YSZ(质量分数)阳极,其电池800℃时的最大功率密度为113 mW/cm2.     

Gd对有色金属电积用铅基阳极性能的影响

采用二步重熔法制备不同Gd含量的Pb-Gd合金材料,采用抗拉强度测试、阳极失重法研究Gd对Pb-Gd合金力学性能和耐腐蚀性能的影响,并利用CV(循环伏安曲线)和XRD分析研究Gd含量对Pb-Gd合金阳极电化学性能及物相组成的影响。结果表明:合金抗拉强度随Gd含量的增大而增大,当Gd含量达到2.0%(质量分数)时,合金抗拉强度为19.1 MPa,比纯Pb的提高69.0%;添加Gd没有影响阳极表面氧化膜物相的基本组成,阳极的表面氧化膜主要由β-PbO2和PbO组成。稀土元素Gd能降低合金电极阳极稳定电位,且电位值随稀土元素含量的增加而减小。     

多孔蒙乃尔合金的制备及其结构特性

为了制备蒙乃尔合金多孔材料,本文以蒙乃尔粉为原料,以K2CO3为造孔剂,采用烧结-溶解法制备了不同孔隙率的蒙乃尔合金多孔试样。研究了造孔剂体积分数、压坯压力和烧结温度对试样孔隙率、孔径和透气度的影响。实验结果表明,当造孔剂的体积分数在20%~ 40%之间时,制备的样品孔隙率为31%~46%。当压坯压力在200~400MPa范围时,随压力的增大试样的孔隙率、孔径和透气度均减小;当烧结温度在850~1000℃范围时,随烧结温度升高,孔径和透气度先增大后缓慢降低,在950℃达到峰值。当造孔剂体积分数为30%,压制压力为200MPa,烧结温度950℃时,所制备的蒙乃尔多孔材料孔隙率为37%,最大孔径为21.5μm,透气度为76.77 m3/(h?kPa?m2)。     

搅拌摩擦加工CNTs/ZL114A铝基复合材料的热处理及力学性能

采用搅拌摩擦加工法制备CNTs/ZL114A复合材料,结合差示扫描量热法(DSC)、金相组织(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试,确定了该复合材料的最佳热处理工艺,并研究了CNTs体积分数对该复合材料热处理前后性能及组织的影响。结果表明:复合材料最佳固溶时效处理工艺为530℃×10h+165℃×5h。当CNTs体积分数为6%时,该复合材料热处理前后抗拉强度都达到峰值,未热处理复合材料强度达到230MPa,较ZL114A合金母材提高28%,T6热处理后复合材料强度达到330MPa。     

Bi含量对Al-Zn-Ga-Si-Bi合金电化学性能和腐蚀形貌影响

通过在Al-Zn-Ga-Si低电位牺牲阳极材料中添加Bi来改善阳极的性能，以不同Bi含量制备了5种牺牲阳极材料。通过电化学性能测试、极化曲线以及电化学阻抗谱测试来分析Bi对阳极电化学性能的影响；采用三维视频和宏观表征来分析Bi对阳极腐蚀形貌的影响。结果表明，添加适量Bi可以有效破坏铝合金阳极表面的氧化膜，提高阳极活化性能，并减少晶界腐蚀的作用，改善阳极的溶解形貌，但Bi含量过高时反而降低阳极的均匀活化性能，当Bi含量为0.05%(质量分数) 时阳极综合性能良好，可用作高强钢的阴极保护。     

Study on the Pore-formers for Porous Anode Substrates of Solid Oxide Fuel Cell

采用甘氨酸硝酸盐法合成了超细的La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)粉末,并把制备的阳极粉末与3种不同含量的造孔剂活性炭、淀粉和石墨混合制备多孔阳极基底。应用阿基米德排水法测试了多孔阳极基底的孔隙率,得到最大孔隙率为45%。接着再采用SEM、EDS和XRD等材料表征手段对阳极基底的表面形貌和结构进行了分析,结果显示混合20%(质量分数)的活性炭制备的阳极基底孔隙分布均匀,并没有裂纹出现。甲烷催化实验得到混合20%活性炭造孔剂制备的阳极基底在高温下的催化性能最好,甲烷转化效率达到71.88%.     

溶胶pH值对氢化锆表面阻氢膜层性能的影响

目的采用溶胶-凝胶法在氢化锆表面制备氧化锆阻氢膜层,探究溶胶p H值对阻氢膜层性能的影响。方法以正丙醇锆为前驱体,通过滴加盐酸分别得到p H值为1、3、5、7、9的溶胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)和X射线衍射仪(XRD),分析了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌和物相组成,并利用真空脱氢实验测试了膜层的阻氢性能。结果溶胶p H值影响溶胶的涂覆性能,致使氢化锆基体表面所得膜层的连续性、均匀性及厚度存在差异。溶胶pH值的变化对形成膜层的物相组成没有显著影响,所得膜层由单斜相氧化锆(m-ZrO2)和四方相氧化锆(t-ZrO_2)组成。当p H值在1～9范围内时,随着溶胶pH的增加,膜层中t-ZrO_2的体积分数和PRF值均呈现出先升高后降低的变化趋势,t-ZrO_2的体积分数介于13.16%～46.84%之间,膜层的PRF值介于10.13～19.46之间。结论溶胶pH值影响溶胶的涂覆性能,进而影响膜层质量、膜层中各物相的含量以及膜层的阻氢效果。当溶胶p H值为3时,溶胶涂覆性能良好,所得氧化锆膜层均匀、连续,膜层较厚且致密,膜层中t-ZrO_2的体积分数最大,为46.84%,同时膜层的氢渗透降低因子(PRF值,Permeation Reduction Factor)达到最大值19.46。     

不同加工条件下阳极化铝合金的摩擦因数和显微硬度（英文）

研究电解液、电流密度和温度等阳极化条件对在Al 5745和Al 1050A基质上形成的氧化膜层摩擦因数和维氏硬度的影响。采用DELTALAB HVS-1000维氏硬度计和旋转销盘摩擦试验机测量样品的硬度和摩擦性能。结果表明:当草酸浓度为10 g/L、电流密度为3 A/dm2及温度为5°C时,样品获得最高的维氏硬度(HV 400)和最低的摩擦因数(0.4)。采用辉光放电发生光谱法检测在Al 5754基质上形成的阳极氧化膜层上的氧化镁含量。氧化镁对膜层的力学性能产生一系列的负作用。最后,采用SEM、EDS和AFM测定摩擦试验前后阳极氧化膜的摩擦磨损性能。结果表明,磨损机理与材料的初始形貌、膜层的化学成分(C、S和Mg)、孔隙率和内应力等诸多因素有关。     

SiC微粉含量对2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能影响

对PIP法制备2D-SiC_f/SiC复合材料成形浆料中惰性填料SiC含量对2D-SiC_f/SiC复合材料孔隙率、纤维体积分数以及力学性能影响进行研究.研究表明,SiC微粉含量较低时,浆料粘度过低,导致层间存在较大气孔,纤维体积分数不高,致使复合材料力学性能不佳,当SiC微粉含量过高时,浆料粘度过大,层间基体厚度增加,纤维体积分数下降,并且浸渍效率降低,孔隙率增大,复合材料力学性能下降.当SiC微粉含量为33.3%时,复合材料具有较低的孔隙率和较高的纤维体积分数,复合材料具有较好的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别达到211.7 MPa和8.56 MPa·m~(1/2).     

放电等离子烧结制备TiB_2/Cu复合材料的组织和性能

采用放电等离子烧结法(SPS法)制备了不同TiB_2体积分数的TiB_2/Cu复合材料,测试其密度、硬度和导电率,观察其微观组织;利用JF04C型电接触材料性能测试系统探究TiB_2含量和电流对复合材料耐电弧烧蚀性能的影响。结果表明:加入TiB_2增强相后,复合材料中Cu晶粒得到细化;当TiB_2体积分数增至5%时,相比纯Cu,TiB_2/Cu复合材料硬度增加了28%、导电率降低了16%;在电接触试验中,随着TiB_2体积分数增加,触头材料总质量损耗减少;当电流为10 A时,5%TiB_2/Cu触头材料无明显材料转移,当电流大于15 A时,材料明显从阳极向阴极转移,且随电流增大转移量随之增加。     

低电压下多孔阳极氧化铝膜的制备

选取草酸溶液电解液,采用低压恒压法与二次阳极氧化工艺制备了多孔阳极氧化铝膜(AAO)。借助扫描电镜(SEM),观察了电解液浓度和氧化时间对多孔阳极氧化铝膜的形貌、孔径和孔间距的影响,得到电流随时间的变化曲线。研究了多孔阳极氧化铝膜层厚度与电流密度及氧化时间之间的关系,探讨了多孔阳极氧化铝膜形成机理,优化了阳极氧化制备工艺。结果表明:利用低压恒压法,在氧化电压18 V,氧化时间12 h,氧化液浓度0.6 mol/L时,可制备孔径均匀、高度有序的多孔阳极氧化铝膜。     

CaCl2作为造孔剂制备泡沫青铜的结构和力学性能

以青铜粉为原料、CaCl_2为造孔剂,采用粉末烧结溶解法制备开孔泡沫青铜。通过改变造孔剂体积分数和粒径成功制备出孔隙率为70%~90%,孔径1~3mm的泡沫青铜试样。研究了孔隙率和造孔剂的关系以及孔隙率、孔径对泡沫试样力学性能的影响,并对其孔结构,相组成和微观形貌进行观察和分析。结果表明:泡沫青铜试样的塑性屈服平台应力随孔隙率增加而减小,当孔隙率为77%~89%时,对应塑性屈服平台应力为12.6~2.6MPa。当应变量为50%时,孔隙率为77%~89%的泡沫青铜单位体积能量吸收值(W)范围为6.21~0.91MJ/m~3。试样的理想吸能效率(I)都接近0.82,说明泡沫青铜可以作为一种理想的吸能材料。     

冷风微量润滑纳米粒子体积分数对钛合金磨削性能的影响

采用两步法制备6种不同体积分数的氧化铝纳米流体,对Ti-6Al-4V钛合金进行磨削加工试验。结果表明:磨削区最高温度由氧化铝体积分数为0.5%时的193.6 ℃逐渐降低至1.5%时的最小值183.5 ℃,而当氧化铝体积分数进一步增大时,温度逐渐提升至3.0%时的196.3 ℃;体积分数由0.5%增加至2.5%,比磨削能由74.8 J/mm3下降至最小值64.73 J/mm3;而当体积分数继续增加至3.0%时,比磨削能上升至69.33 J/mm3。黏度随氧化铝纳米粒子的增加而增加,并在体积分数为3.0%时达到235.8 mPa·s。接触角随体积分数的增加先下降,并在体积分数为2.5%时达到最低值45.85°。纳米粒子在基础油中的分散性改变了纳米流体的抗磨减摩与换热性能,进一步影响了磨削性能。      

水溶性环氧树脂的锆钛酸铅压电陶瓷凝胶注模成型

分别以聚丙烯酸铵(NH4PAA)和海因环氧树脂为分散剂和凝胶剂,制备锆钛酸铅陶瓷浆料,研究分散剂及固相含量对浆料流变性能、生坯和烧结样品物理性能的影响。结果表明:当分散剂含量(质量分数)为0.6%时,浆料黏度最低;当固相含量(体积分数)高达57.5%时,浆料仍保持良好的流动性;当固相含量为55%时,陶瓷生坯和烧结坯的强度均达到最大值,分别为34.1和77.8 MPa;与传统模压成型工艺对比表明,采用凝胶注模成型工艺制备的样品具有更优异的物理和压电性能。     

高熵合金增强铸造铝合金的组织与性能

采用机械合金化工艺制备了Al_(0.25)Cu_(0.75)FeCoNi高熵合金(HEA)颗粒,并采用挤压铸造工艺制备了高熵合金颗粒增强铝基复合材料(HEA/Al),研究高熵合金颗粒体积分数对复合材料显微组织及力学性能的影响。结果表明,当高熵合金颗粒体积分数为5%时,高熵合金颗粒在基体中分布均匀;随着高熵合金颗粒体积分数增加,复合材料局部出现了团聚的现象,且其硬度逐渐增大,但其抗拉强度和伸长率随着体积分数的增大而减小,其中,当高熵合金颗粒体积分数为5%时,综合性能最佳,抗拉强度相比于基体合金提高了12.5%。     

LY12铝合金微弧氧化自润滑复合膜的制备与摩擦性能

在KOH-KF-NaAlO_2为组分的电解液中添加BN颗粒,采用微弧氧化技术,在LY12铝合金表面制备自润滑复合膜层(Al_2O_3/BN)。研究自润滑复合膜的形貌与微观结构以及工艺参数对复合膜中BN体积分数的影响,讨论BN颗粒的沉积机制,并分析复合膜的摩擦性能。结果表明:自润滑复合膜主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3及BN组成;随着电压和BN质量浓度的增加,BN体积分数先增大后趋缓,电解液组分浓度对膜层BN的体积分数影响不大;当BN体积分数为10%,摩擦时间为120 min时,膜层摩擦因数降至0.173,BN颗粒的加入能有效减小摩擦,改善复合膜的摩擦性能。