LiF-MgF_2-BaF_2-KCl熔盐Mg~(2+)在钨电极上的电化学还原机理

采用循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究以MgO为原料、LiF-MgF_2-BaF_2-KCl为电解质体系、温度为1173 K时镁离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明:镁离子在钨电极上的电化学还原是一步转移两个电子的过程,电极反应为Mg~(2+)+2e→Mg;镁在钨电极析出过程中出现成核极化现象,析出过程是受扩散控制的不可逆反应;1173 K时,Mg~(2+)在熔盐中的扩散系数D为1.28×10-5 cm2/s。     

NaCl-KCl-NdCl3-AlCl3熔盐体系电解制备Nd-Al合金及机理

在700℃的NaCl-KCl体系中,采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法等电化学测试方法研究了钨电极上Nd(Ⅲ)的电化学行为以及与Al(Ⅲ)共沉积的电化学过程。结果表明:在低扫描速率(0.1～0.5V·s~(-1))下,NaCl-KCl-NdCl_3熔盐中Nd(Ⅲ)的还原是一步交换3个电子的准可逆过程,该还原过程由扩散步骤控制,扩散系数约为1.2×10~(-5) cm~2·s~(-1)。将AlCl_3引入NaCl-KCl-NdCl_3熔体后,循环伏安、方波伏安以及开路计时电位测试结果表明,电解过程中形成了3种Nd-Al金属间化合物(Nd_3Al_(11)、NdAl_3和NdAl_2),其形成机理为Nd在预先沉积的Al上发生欠电位沉积。通过电动势法,计算了700℃时Nd-Al金属间化合物的热力学参数,如两相共存下Nd的活度和相对偏摩尔吉布斯自由能以及Nd-Al金属间化合物的标准吉布斯自由能。在-2.3 V下进行恒电位电解5 h制备了Nd-Al合金,所得合金由Nd_3Al_(11)、NdAl_3、NdAl_2和Al4种物相组成。     

脉冲参数对LiCl-NaCl-KCl-TiCl_x熔盐体系沉积钛的影响

以TA3钛板为阳极,纯镍板为阴极,在550℃的LiCl-NaCl-KCl-TiCl_x体系中,研究钛离子阴极电化学行为;同时研究脉冲电解参数对阴极沉积过程的影响。结果表明:阴极上Ti~(3+)的电化学行为是经放电变成Ti~(2+)再进一步被还原成Ti的过程;与恒电流电解相比,脉冲电解更易得到致密沉积产物,且产物结晶度更高、氧氮含量更低;脉冲电解参数对阴极产物沉积形貌有重要影响,电解周期(t_c)为10min时,通断比(n)过大或过小均不利于阴极产物长大,且阴极电流效率低。最佳脉冲电解条件为阴极电流密度0.3A/cm~2、通电周期20min、通断比(n)1,此时获得的阴极产物结晶度高,颗粒尺寸大且产物致密,电流效率达87.4%。     

钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原

本文用线性电位扫描,循环伏安和计时电位等方法研究了钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原机理.发现电还原反应分两步进行:第一步为准可逆反应,第二步为可逆反应.在815℃时用循环伏安法测得的MO~(6+)扩散系数为1.99×10~(-5)cm~2/s,用计时电位法测得的为2.25×10~(-5)cm~2/s.     

1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中镝电沉积行为

研究室温下Pt电极上Dy3+离子在1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)离子液体中的电化学行为。循环伏安法结合计时电流法和计时电位法研究结果表明,Dy3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原为一步完成,即Dy3++3e-→Dy。计时电流法结合恒电位电解研究表明,Dy3+离子的还原过程受扩散控制。测得浓度0.01mol/L的Dy3+离子在0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体中的传递系数、扩散系数分别为0.176和(4.87-5.04)×10-10cm2/s。SEM和XRD分析表明,金属镝颗粒直径为几百纳米。     

铁和钼在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为

采用电化学方法研究了S2 -离子在Pt电极上的电极过程机理、铁和钼电极在Li2 S(sat) LiCl KCl和LiCl KCl两种熔融盐体系中的电化学行为 ,铁和钼电极的氧化起始电位差约为 0 .6V .探讨了FeS2 阴极的充电极限电位 ,控制FeS2 阴极的充电电位在钼的钝化区内 ,钼可以用作FeS2 阴极的集流体     

CeO_2在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的溶解过程及电化学行为（英文）

研究了CeO_2在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的溶解机理,并采用钼金属电极研究了Ce(Ⅲ)在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的电化学行为。通过循环伏安曲线、计时电流法、恒电位电解法研究了Ce(Ⅲ)的电解还原机理,并采用XRD、SEM、EDS对溶解反应产物和电解产物进行了物相、成分和微观组织分析。结果表明:CeO_2可通过与CeF_3反应生成CeOF进而溶解于CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中,CeOF可直接被电解还原生成纯度为99.38%～99.81%的金属Ce。Ce(Ⅲ)在Mo电极上的电化学反应是一个单步的三电子可逆过程,反应受扩散控制。     

汽车用590MPa级别双相钢氢致延迟开裂行为的研究

采用电化学充氢、慢拉伸试验、TDS分析以及SEM等方法对汽车用590 MPa级别双相钢(DP590)的氢致延迟开裂行为进行研究。结果表明,DP590的氢扩散系数为9.31×10-7cm~2/s。随着充氢电流密度从0 m A/cm~2增加到8 m A/cm~2,试样内部氢含量从0.98×10~(-6)增加到1.76×10~(-6),伸长率从28.64%降低到25.40%。另外,抗拉强度变化不明显。断裂方式为韧性断裂。综上表明,随氢含量增加,DP590氢脆敏感性增加,但整体氢脆敏感性较低。     

铝酸钠电解液中利用等离子体电解氧化技术在铸态A356铝合金表面制备高耐磨、耐蚀涂层（英文）

在铝酸钠电解液中利用等离子体电解氧化(PEO)技术对铸态A356合金进行处理制备耐磨、耐蚀涂层。采用3种不同浓度的铝酸钠溶液(2、16和24 g/L NaAlO_2)以及硅酸盐溶液(用以比较)制备涂层。利用球-块式干摩擦微动磨损试验(对磨材料为碳化钨)和电化学试验评价涂层的磨损和耐蚀性能。结果表明,在24 g/L NaAlO_2溶液中处理480 s形成的氧化膜涂层具有最佳的保护性能。该涂层在30 N载荷下摩擦1800 s,其磨损率仅约为~4.5×10~(-7) mm~3/(N·m)。同时,该涂层具有很低的腐蚀电流密度(约为8.81×10~(-9) A/cm~2)。该实验发现,尽管膜层中α-Al_2O_3含量很低,涂层的致密程度和单层结构保证了其优异的性能。     

含PbO的尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑体系在353K下电化学提取铅

为了能在室温下从氧化铅中电化学提取铅,合成一种新的电解质尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑(urea-[EMIM]F)以溶解氧化铅,并研究铅在此电解质中的电化学行为。电化学提取前,研究该电解质的密度、黏度和电导率。采用循环伏安法、计时电流法和恒电位电解技术研究铅在尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑中的电化学行为。结果表明:采用该电解质可在室温下从氧化铅中电化学提取铅;铅的还原遵循一步两电子的准可逆过程和三维(3D)连续成核模型;随着温度的升高,铅还原的起始电位逐渐向阳极移动;在353K下Pb(Ⅱ)的扩散系数为6.88×10-10 cm2/s;对尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑体系进行恒电位电沉积后,获得球状铅颗粒。     

电解法分离Cu-Al钎焊接头的研究

文中从再制造基本思想出发,对Cu-Al钎焊接头分离方法进行了研究。采用电解法对Cu-Al钎焊接头进行了分离。研究结果表明,随电极电压升高,电解分离时间减少,接头的质量损失也减少。但电极电压过高,易出现发热过大、烧断导线的现象。较理想的电解分离参数为:电解液为PH=1.5的15%NaCl溶液时,电极电压为0.8 V,电流为31.0 A或电极电压为0.9 v。电流为37.1 A。试验中采用等离子发射光谱仪测定电解分离后电解液中Al~(3+)浓度,并通过计算得出溶液中Al~(3+)质量与电解分离过程中损失的质量有较好的对应关系,从而证明了电解分离过程中Cu-Al接头损失的质量主要来自于阳极铝一侧的损失。     

Al_2O_3/Ti_2AlN复合材料的高温抗氧化行为

利用综合热分析仪、扫描电镜背散射电子(BSE)和能谱分析(EDS)对Al_2O_3/Ti_2AlN复合材料在900、1000和1100℃空气中连续氧化20 h后的氧化增重及氧化层截面进行了研究。结果表明:Al2O3/Ti2AlN复合材料在空气中的氧化行为符合抛物线规律,在900、1000和1100℃,20 h氧化增重分别为2.78×10~(-2)、10.4×10~(-2)和21.9×10~(-2)kg/m~2,抛物线速率常数相应为1.08×10~(-8)、1.44×10~(-7)和6.56×10~(-7) kg~2/m~4·s,氧化激活能为274 kJ/mol。氧化层主要由TiO2和Al2O3组成的,连续的Al_2O_3次外层可以提高其抗氧化性能。氧化层结构的改变是由于氧化温度对Ti~(4+)、Al~(3+)由基体表面向外扩散和O~(2-)向内扩散的影响,以及TiO_2和Al_2O_3在不同温度下的形核生长速率导致的。对Al_2O_3/Ti_2AlN而言,控制材料与氧化气氛的界面是提高该材料抗氧化性能的关键。     

钨铼合金电化学溶解及沉淀分离研究

针对钨铼合金废料,采用电化学溶解法使钨、钼、铼在氢氧化钠溶液中完全溶出,再采用氯化钙沉钨钼和氯化钾沉铼进行了电解溶液的选择性沉淀分离,研究并确定了钨铼合金废料电化学溶解和沉淀分离的适宜工艺参数。结果表明:槽电压2.5 V,NaOH浓度100 g·L~(-1),电解温度30～40℃,极距20～30 mm,钨铼离子总浓度控制在30～35 g·L~(-1)时,钨、钼、铼溶出率均大于99.00%,电流效率高达99.00%以上,钨钼铼废丝和钨铼边角料的电溶能耗分别为1.43和2.28 kW·h·kg~(-1),丝状废料较块状废料更好电溶。当反应温度80℃,CaCl_2用量为3倍理论用量,溶液OH~-浓度9.5 g·L~(-1),溶液W离子浓度为23.18 g·L~(-1),反应时间2 h时,钨、钼沉淀率分别为99.86%和99.55%,得到CaWO_4/CaMoO_4白色混合物沉淀,其SEM形貌主要为球形颗粒。经过上述2道工序后,钨、钼回收率分别达到98.86%和98.55%,且制得KReO_4白色晶体。     

非平衡态Ti_(2-x)Mg_xNi合金的电化学储氢性能（英文）

采用机械球磨法制备非晶态的Ti_(2-x)Mg_xNi(x=0-0.3)合金粉末。通过充放电测试、线性极化和电位阶跃等方法研究非平衡态Ti_(2-x)Mg_xNi(x=0-0.3)合金热处理前后的电化学储氢性能。结果表明:热处理后Ti_(2-x)Mg_xNi合金的最大放电容量高达275.3 mA·h/g,比非晶态的Ti_(2-x)Mg_xNi合金的放电容量高100 mA·h/g。Ti_(1.9)Mg_(0.1)Ni合金的循环稳定性最好,经30次循环后的容量保持在210 mA·h/g。经过热处理的Ti_(1.9)Mg_(0.1)Ni合金的交换电流密度从101.1 mA/g增大到203.3 mA/g,氢扩散系数从3.20×10~(-11)cm~2/s增大到2.70×10~(-10)cm~2/s,表明热处理明显促进了电极的电子转移和氢扩散过程,从而提高了Ti_(2-x)Mg_xNi合金的电化学储氢性能。     

LaAl_(1-x)Ga_xO_3非晶制备及性能研究（英文）

采用溶胶-凝胶法和无容器凝固技术制备了LaAl_(1-x)Ga_xO_3粉末和非晶。在B位,Ga~(3+)取代Al~(3+)的掺杂量从x=0增加到x=1.0。XRD结果表明,煅烧温度为850℃时,所有组分得到的粉体均为无杂相的钙钛矿相。XRD的数据也证明了实验制备的非晶球为非晶。随着Ga~(3+)含量的增加,100 k Hz的介电常数在15~19之间,对应的介电损耗小于0.007。所制备的非晶材料具有低至10~(-11 )A/cm~2的漏电流,同时呈现较高的折射率,在633 nm均大于1.8。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体电沉积制备Ir研究（英文）

研究了在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中电沉积制备Ir的电化学行为,在金电极上获得的循环伏安特性曲线显示,Ir(Ⅲ)经过一步还原反应生成Ir,并且该反应是由Ir(Ⅲ)离子的扩散控制的不可逆过程。其中,扩散速率为3.83×10-11 m~2/s,平均传质系数为0.083。用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)及X-射线光电子能谱(XPS)研究了在钼基体上获得的Ir层的表面形貌及组成,结果表明,Ir层的形貌与沉积电位、时间及电流密度有关。恒电位电沉积过程中,在还原峰电位处由于成核及生长速率达到平衡,可以获得相对致密的镀层。在恒电流电沉积中,当电流密度在0.5~1.82 mA/cm~2时,可以得到平整致密的Ir镀层。     

氯化物熔盐中Nd^3＋在液体Ga电极上还原的电化学行为

本文利用循环V-A法(CV)研究了Nd~(3+)在液体Ga电极上还原的电化学反应动力学。结果表明,Nd~(3+)在Ga电极上的还原是分步进行的。第一步在较高的电位扫描速度下为扩散控制的可逆电荷传递反应,即Nd~(3+)+e?Nd~(2+);在电位扫描速度较低时,随后的化学反应为第一步反应的控制步骤,即Nd~(3+)+e?快Nd~(2+)+mCl→慢NdCl_m~(2-m)。第二步为不可逆的电荷传递反应,即沉积的金属Nd与Ga合金化,Nd~(2+)+2e→Nd(Ga)。估算了该反应的标准反应速度常数为7.0×10~(-3)cm/s。     

NaCl-KCl共熔盐中Zn2+的电化学还原机理(英文)

为了开发高效、环境友好型冶金粉尘中锌回收技术,提出一种将选择性氯化和熔盐电解相结合的工艺。首先,通过热力学论证上述处理工艺的理论可行性。然后,采用多种暂态电化学测试方法研究973K时NaCl-KCl共熔盐中Zn²⁺在钨电极上的电化学行为。结果表明,Zn²⁺的还原过程是一步转移2个电子的反应,起始还原电位为-0.74 V(vs Ag/AgCl);且为受扩散控制的准可逆过程,计算得到Zn²⁺的扩散系数为10^-5cm²/s数量级。最后,在NaCl-KCl-ZnCl₂熔盐中于-1.6 V (vs Ag/AgCl)进行恒电位电解,电解9.5 h、后获得银白色类球状金属颗粒,经分析证实为金属Zn。本研究表明,在NaCl-KCl共熔盐中直接电解ZnCl₂提取金属锌是可行的,为冶金粉尘中锌的高效回收提供了有益的理论参考。     

Co_xCrCuFeMnNi高熵合金的高温氧化性能

采用粉末冶金方法制备了CrCuFeMnNi和CoCrCuFeMnNi两种高熵合金,在800℃下进行大气氧化增重测试,分别采用X射线衍射分析仪和扫描电镜对氧化物相和氧化截面进行了分析,讨论了两种高熵合金的大气氧化行为。结果表明,两种合金的大气氧化动力学曲线近似遵循抛物线规律,氧化初期,各合金的氧化增重较快,随氧化时间增加,各合金的氧化增重趋缓。在快速氧化阶段,CrCuFeMnNi和CoCrCuFeMnNi合金的K_p值分别为6.64×10~(-11)和3.55×10~(-11) g~2·cm~(-4)·s~(-1),在缓慢氧化阶段,二者的K_p值分别为6.05×10~(-12)和2.02×10~(-11) g~2·cm~(-4)·s~(-1),表明不含Co合金的抗氧化性能较好。两种合金的氧化产物主要是Mn_4O_3、Mn_3O_2和Cr_2O_3。不含Co的CrCuFeMnNi合金氧化后在基体与氧化层之间形成一层致密Cr_2O_3膜层,抑制了内层氧化速率,增强了合金的抗氧化性,该合金的氧化机制主要是选择性氧化。     

钼对CADI组织和磨损及电化学腐蚀性能的影响

通过添加不同含量的钼元素,采用OM、SEM等设备,研究了钼含量对含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)组织、耐磨性能及电化学腐蚀性能的影响规律。研究结果表明,CADI铸态组织为石墨球、珠光体、碳化物及极少量的铁素体,其中石墨球化等级和石墨大小均达到2~3级和6~7级,石墨数量随着钼含量的增加而减少;热处理后CADI组织为石墨球、奥铁体及一定量的碳化物,钼含量为0.416%的试样磨损率为0.221 mg/m,腐蚀电位为-0.578 6 V,腐蚀电流为8.406×10~(-8) A·cm~(-2),具有良好的综合性能。