碳纤维表面α-Fe的MOCVD生长制备及吸波性能研究

以Fe(CO)5为前驱体,通过金属有机化学气相沉积((MOCVD))工艺在碳纤维(CF)表面沉积连续α-Fe膜,从而制得CF@Fe复合材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对粉末的结构及电磁性能进行表征,并对其吸波性能进行研究。结果表明:碳纤维表面沉积的膜层为纯α-Fe相,厚度约为0.7μm,沉积薄膜比较均匀完整地覆盖在碳纤维表面,没有裂纹、孔洞等明显缺陷;碳纤维表面沉积α-Fe膜后,其电磁性能发生了明显改变,吸波能力有了较好改善;利用测得的同轴环样品的电磁参数,模拟计算出CF及CF@Fe涂层在厚度d=2 mm条件下的反射率曲线,可以看出,沉积连续α-Fe膜后使得样品的吸收峰向高频移动,最小反射率峰值减小,小于10 dB的频宽增加4.2 GHz。     

碳纤维毡表面磁控溅射纳米铜薄膜的工艺优化

以碳纤维毡为基材,优化了采用磁控溅射技术在其表面沉积纳米铜薄膜的工艺参数。运用正交试验分析方法,选取沉积时间、溅射功率和工作压强3个参数为因素,分析了各因素对碳纤维毡的电磁屏蔽效能和导电性能的影响。实验表明:磁控溅射铜薄膜后,碳纤维毡的电磁屏蔽效能提高了116.25%,导电性能提高了45.81%。;碳纤维毡表面溅射沉积铜薄膜的最佳工艺方案为:沉积时间50min,工作压强0.4Pa,溅射功率80W。     

海藻酸钠固载菌株在水泥基材料表面防护中的应用研究

用海藻酸钠为载体将菌株固载于水泥石表面,为菌株生长繁殖、酶化反应及CaCO3矿化沉积提供微环境,4d后在水泥石表面生成均匀连续并与基材粘结牢固的白色复合层.扫描电镜和能谱分析初步得出复合层由规则球形CaCO3颗粒和海藻酸钙多孔网络组成.毛细吸水实验结果表明,覆膜后水泥石吸水系数比覆膜前降低一个数量级左右,表面抗渗性能显著提高.实验得出菌株前期生长过程是否加底物培养对覆膜效果影响不大,而上清液中细菌有机分泌物可有效增强覆膜效果.微生物沉积CaCO3在水泥基材料表面防护领域有广阔应用前景.     

碳纤维/石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征

在碳纤维/石墨基体上通过毛细化学沉积法制备出具有高离子交换容量与高稳定性的铁氰化镍(nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜电极.采用循环伏安法考察了在石墨颗粒粒径100μm、PTFE含量0.05g/g石墨、乙醇量4ml/g石墨、制膜液浓度0.1mol/L(含1.07mol/L乙醇)条件下得到碳纤维/石墨基膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力;并通过SEM、XPS分析了膜电极表面形貌、组成.研究结果表明,此多孔石墨基体电极比表面积大,沉积得到的NiHCF膜具有较大的离子分离能力、良好的循环稳定性与再生能力,可用于电化学控制离子分离(electrochemically controlled ion separation, ECIS)过程.     

强流脉冲电子束粘结层表面改性对热障涂层热震及残余应力的影响

采用等离子喷涂技术在GH4169镍基高温合金表面制备CoCrAlY粘结层,利用电子束蒸发镀膜在CoCrAlY表面蒸镀纳米铝膜并使用强流脉冲电子束熔敷纳米铝膜进行表面改性,使用APS技术在CoCrAlY表面沉积陶瓷层制备改性热障涂层。对粘结层蒸镀铝膜表面改性涂层和普通涂层分别进行热震实验、结合强度测试和残余应力分析。实验发现,在1 050 ℃高温加热后10 ℃水淬的冷热循环条件下,改性涂层的抗热震性能优于普通涂层;热震过程中改性涂层和普通涂层热生长氧化物内产生的残余应力均为压应力,且随热震次数的增加而增大,改性涂层热生长氧化物内残余压应力增长速度小于普通涂层。拉伸结果显示,普通涂层的断裂属于混合断裂,而改性涂层断裂基本发生在陶瓷层和薄膜胶界面,未发现层间断裂。改性涂层结合强度优于普通涂层。实验结果表明,采用电子束蒸发镀膜和强流脉冲电子束技术相结合对粘结层进行熔敷铝膜的表面改性处理,可以显著提高热障涂层冷热循环服役寿命。     

三维石墨烯-氧化镍纳米晶复合膜的电容性能

本文首先采用高温化学气相沉积技术(CVD)在泡沫镍模板上生长三维石墨烯(3DG),然后利用化学浴沉积在石墨烯表面沉积碱式镍沉淀,氩气退火后得吸附氧化镍纳米片晶的石墨烯复合膜(3DG/NiO)。X-射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征表明:泡沫镍表面生长了致密的三维石墨烯膜,层与层之间呈现明显的堆垛方式;石墨烯膜表面吸附了大量的NiO纳米片状晶体,相邻的纳米晶相互连接形成多孔结构。循环伏安(CV)曲线研究表明:3DG/NiO膜可作为兼具双电层电容和赝电容性能的复合型电极材料。充放电曲线研究表明:3DG/NiO电极的稳定充、放电比电容处于350~400F·g-1之间,300次循环后仅衰减1.12%,库仑效率保持在95%以上。     

碳纤维表面涂覆氧化物膜的研究

采用溶胶-凝胶工艺在预处理的碳纤维表面涂覆了SiO_2与Li_2O-Al_2O_3-SiO_2(LAS)膜。研究了纤维表面的不同预处理及溶胶性质对溶胶与碳纤维润湿的影响。借助扫描电镜观察了涂膜前后碳纤维的表面形貌。研究表明:所得氧化物膜与碳纤维结合良好,膜厚约≤1μm。由溶胶-凝胶工艺制的LAS/C_1复合材料,其断裂强度与韧性分别为615MPa与18.5MPa·m~(1/2)。     

碳纤维表面预处理及化学镀Ni-P工艺对镀层性能的影响

过去,对碳纤维表面预处理、化学镀Ni-P工艺条件影响镀层性能影响的综合报道不多。为此,先对碳纤维表面预处理,再化学镀Ni-P。分析了粗化和活化对碳纤维表面形貌的影响,探讨了镀液温度、pH值、次磷酸钠还原剂和柠檬酸钠配位剂浓度,添加糖精、十二烷基硫酸钠对碳纤维表面化学镀Ni-P沉积速率的影响。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观测了Ni-P镀层的表面、截面形貌,测试了不同工艺条件对Ni-P镀层与碳纤维的结合力。结果表明:粗化使碳纤维表面积增大,有助于提高其与镀层的结合力,AgNO3活化后碳纤维表面附着了较多的催化晶核;随着镀液温度、pH值和柠檬酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率均呈先增大后减小的趋势;随着次磷酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率先增大后相对稳定;加入糖精后的Ni-P镀层平整、光滑,完全覆盖碳纤维表面,与碳纤维结合良好。     

LY12铝合金电解着黑色方法及机理的研究

为了解决LY12铝合金电解着黑色存在的着变色和掉色问题,研究了LY12铝合金电解着黑色的工艺方法,观察了电解着黑色膜层的形貌,分析了膜层表面的成分,并用线性电位扫描法和循环伏安法探讨了电极反应过程中金属离子的电化学反应行为.结果表明,LY12铝合金在NiSO4-SnSO4盐溶液中电解着色能得到黑色膜层,元素镍和锡沉积于氧化膜孔内,其沉积反应过程为扩散控制.     

气相生长纳米碳纤维表面化学镀镍

气相生长纳米碳纤维（ＶＧＣＮＦ）经活化、敏化和催化预处理后、用化学镀（自催化沉积）的方法,在碱性镀液中实施化学镀镍。利用ＳＥＭ观察了镀层的形貌。并利用能主普分析测试了镀层的组成。在气相生长纳米碳纤维聚集体的内层纤维表面沉积了许多细小Ｎｉ颗粒,而外层纤维表面上沉积的是连续、均匀的镍镀层,它们是由许多Ｎｉ颗粒相互堆积连结而形成,除含磷外几乎不含其它杂质,同时,还初步探讨了镍在气相生长纳米碳纤维表面自催化沉积过程。     

Stress and oxidation of nickel according to its purity

Abstract

The effect of impurities on the oxidation mechanism of nickel and on mechanical characteristics of the NiO scale was studied on two industrial grades and one pure nickel.

The oxidation mechanism at 800°C was clarified using kinetics approach, microstructure observations, EDX and XPS analyses, profilometry, oxygen isotopic exchange and SIMS.

The mechanical characteristics were determined mainly by three point bending tests performed in a scanning microscope.

Whatever the nickel grade, the oxide toughness varies with the scale thickness and tends towards the value of massive NiO. The main difference related to Ni purity consists in the fact that spalling occurs at an oxide/oxide interface for the industrial grades, while it appears at the metal/oxide interface for pure Ni.

Indeed, due to the presence of impurities, internal oxidation, extrusion of metallic nickel along grain boundaries of the substrate and formation of an inner equiaxed oxide film are observed in industrial grades. This induces mechanical keying of the oxide, and therefore crack propagation in a mixed mode is easier at the oxide/oxide interface.

With pure nickel, only a single oxide film is formed by outward diffusion of Ni and there is no internal oxidation. Thus crack propagation occurs along the metal/oxide interface.     

Ni(OH)2 Nanoflakes Supported on 3D Ni3Se2 Nanowire Array as Highly Efficient Electrodes for Asymmetric Supercapacitor and Ni/MH Battery

Porous Ni(OH)₂ nanoflakes are directly grown on the surface of nickel foam supported Ni₃Se₂ nanowire arrays using an in situ growth procedure to form 3D Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ hybrid material. Owing to good conductivity of Ni₃Se₂, high specific capacitance of Ni(OH)₂ and its unique architecture, the obtained Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ exhibits a high specific capacitance of 1689 µAh cm^?2 (281.5 mAh g^?1) at a discharge current of 3 mA cm^?2 and a superior rate capability. Both the high energy density of 59.47 Wh kg^?1 at a power density of 100.54 W kg^?1 and remarkable cycling stability with only a 16.4% capacity loss after 10 000 cycles are demonstrated in an asymmetric supercapacitor cell comprising Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ as a positive electrode and activated carbon as a negative electrode. Furthermore, the cell achieved a high energy density of 50.9 Wh L^?1 at a power density of 83.62 W L^?1 in combination with an extraordinary coulombic efficiency of 97% and an energy efficiency of 88.36% at 5 mA cm^?2 when activated carbon is replaced by metal hydride from a commercial NiMH battery. Excellent electrochemical performance indicates that Ni₃Se₂@Ni(OH)₂ composite can become a promising electrode material for energy storage applications.     

高能密封镍氢动力电池及其电动汽车试运行

采用泡沫镍电极制备工艺,研制开发了２０－１１５Ａｈ系列电动车用方型密封镍氢动力电池,单体电池比能量达６０－７０Ｗｈ／ｋｇ,电池比功率大于１６０Ｗ／ｋｇ,１２Ｖ电池组比能量达５４Ｗｈ／ｋｇ,电池可在－２０－５０℃下工作;电澉寿命仍在测试之中,该电池具有良好的过充、过放电能力。     

镁合金化学镀镍原理与工艺的研究进展

综述了镁合金化学镀镍工艺中镀前处理、化学镀镍、后处理等工艺及研究现状,介绍了各步工艺处理液配方和应用范围,提出了改进镁合金镀层质量的研究方向.     

湿化学法制备超细镍粉的研究进展

介绍了研究制备球形镍粉、棒状镍粉以及各种纤维状、空心、纳米管等特殊结构和形貌的镍粉的进展,概述了球形镍粉的各种制备方法,包括溶液水合肼还原法、微乳液法、水热和溶剂热法、多元醇还原法等,并对各种方法进行了比较,认为我国当前应加强纳米镍粉的产业化和应用研究方面的研究.     

金属有机物化学气相沉积法沉积镍膜的影响因素

为了获得高速沉积镍膜的工艺参数，以羰基镍[Ni(CO)4]为前驱体，用金属有机物化学气相沉积法进行试验，以SEM，DSC，XRD测试分析技术探讨了载气、温度和羰基镍的摩尔分数对沉积速率的影响；也探讨了温度及羰基镍的摩尔分数对镍膜微观形貌的影响。结果表明，以氩气为载气比氦气为载气更容易获得高沉积速率；在沉积温度为150℃左右可获得沉积速率较快、微观形貌较好的薄膜；随羰基镍摩尔分数的增加，沉积速率也明显增大，同时薄膜的微观形貌也变得较为粗大，但达到30％之后，沉积速率增速减缓。     

沉积钴镀层的球形Ni(OH)2的电性能研究

采用化学度的方法在球形Ni(OH)2表面包覆了金属钴,通过比较恒电流充放电实验和循环伏安实验结果,发现球形Ni(OH)2表面镀钴,可以明显提高电极的放电容量,活性物质利用率,增加电极反应的可逆性,用XRD法比较研究了包覆钴和掺钴球形Ni(OH)2正极在充放电过程中相的生成和变化,发现掺钴的球形Ni(OH)2可抑制γ－ＮiOOH的生成,这有利于提高Ni(OH)2电极的循环寿命。此外,本文还对镀钴层改进Ｎi(OH)2电极性能的机理进行了讨论。     

镀镍的工艺基础及发展

从电镀金属镍的历史、工艺和镀液配方等3方面,对镀镍的研究现状进行了综述,并对各种镀镍方式及镀液配方进行了总结。分析了现有镀镍工艺中存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。     

不同络合剂对化学镀镍过程的影响

用热力学平衡的方法研究了在ＢａＴｉＯ３ 系陶瓷ＰＴＣＲ 上进行化学沉积金属镍电极时常用的醋酸盐 镍离子、甘氨酸 镍离子和柠檬酸盐 镍离子体系化学镀镍溶液中各种型体镍离子的分布。研究结果表明,加入络合剂会影响化学镀镍的速度,醋酸盐会使化学沉积速度升高,而甘氨酸和柠檬酸盐会使化学镀镍速度明显下降,这可能和混合电位及空间位阻、化学键合力等因素有关。选择合适的络合剂对于化学镀镍的稳定操作有着十分重要的意义。     

BZnMn9-36.5-4.5-1.0铅锌白铜的研究

确定了低镍铅锌白铜BZnMn9-36.5-4.5-1.0的合金成分，并对其金相组织、热挤压性能、切削性能、耐腐蚀性能、冷加工性能、退火性能、色度等进行了研究。研制出的低镍铅锌白铜能够满足眼镜异型材加工工艺对材料的要求，同时也有较好的经济性。