超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明:500 A·m-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10-11 A·cm-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10-3 A·cm-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.      

脉冲占空比对电沉积Sn-Ni-Mn合金镀层的影响

研究采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备Sn-Ni-Mn合金镀层,利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了脉冲占空比对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明:随占空比增大,镀层中Ni、Sn含量升高,Mn含量降低,镀层沉积速率减小,阴极电流效率先升高后降低,镀层耐蚀性先增强后减弱;占空比为0.2时,所制备的Sn-Ni-Mn合金镀层均匀致密,在3.5%NaCl溶液中具有最正的自腐蚀电位(-0.377V),最低自腐蚀电流密度(3.687×10~(-8) A·cm~(-2))和最大电荷转移电阻(7 658Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

镀液温度对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn合金镀层影响

为了提高低碳钢在海洋环境下的耐蚀性,采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备了Ni-Sn-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电子显微镜(SEM)、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了镀液温度对镀层元素含量、表面形貌、沉积速率、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明:随镀液温度的升高,镀层Ni和Sn含量先降低后提高,Mn含量先增加后减少;沉积速率和阴极电流效率提高,镀层耐蚀性先增强后减弱。镀液温度为30℃时,所制备的Ni-Sn-Mn镀层均匀致密,在3.5%NaCl电解液中具有最正的自腐蚀电位(-0.374 V),最低的自腐蚀电流密度(4.266×10-8A·cm-2)和最大的电荷转移电阻(7 459Ω·cm~2),耐蚀性性最好。     

电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响

通过电弧喷涂/电火花沉积复合工艺在AZ91D镁合金表面制备了耐蚀性涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学测试和浸泡实验等研究手段,研究了电弧喷涂/电火花沉积复合涂层的结构及耐腐蚀性能,并对涂层腐蚀机制进行了分析。结果表明:经电弧喷涂/电火花沉积复合处理后,E corr=-1.33 V,较基体和喷涂铝涂层试样分别正移约280,40 mV,腐蚀倾向性有所降低;点蚀电位为-0.704 V,较电弧喷涂铝涂层试样提高约60 mV,点蚀敏感性有所降低;电弧喷涂铝涂层试样的钝化电流i pass=4.6×10-3A·cm-2,电弧喷涂/电火花沉积处理试样的ipass=3.2×10-5A·cm-2,经电火花表面改性后,涂层钝化膜自修复能力大幅增强;在3.5%NaCl溶液中,经36 h浸泡试验后,电弧喷涂铝涂层试样表面出现直径达150μm的点蚀坑;而电弧喷涂/电火花沉积复合涂层表面仅出现直径约5~8μm的点蚀坑,涂层发生的主要为亚稳态点蚀。     

电流密度对脉冲电镀Sn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Sn-Ni-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)等考察不同电流密度下所制备的Sn-Ni-Mn合金镀层的阴极电流效率、成分、沉积速率、表面形貌及耐腐蚀性。结果表明:随电流密度增大,镀层中Sn、Ni质量分数降低,Mn质量分数升高;镀层沉积速率先增大后减小;镀层表面晶粒细化;镀层耐蚀性先增强后减弱;电流密度为10A/dm~2时,所得镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.372V,最低腐蚀电流密度为6.76μA·dm~(-2),最大电荷转移电阻为8 349Ω·cm~2,耐蚀性最好。     

锌电积过程中锰元素对铝阴极的电化学行为影响

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+ 65 g·L-1和H₂SO₄ 150 g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5%时腐蚀电流达最低(1.11 mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954 V);零电势下,表观电流密度i₀受Mn元素的添加影响显著,i₀随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5%时达到最大值3.7462×10-16 mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33 mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5%的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用.      

熔盐电解精炼锆的工艺研究

研究了不同配比的NaCl-K2ZrF6熔盐体系的熔点,K2ZrF6:NaCl=3:7的熔点较低为721℃.在此基础上,研究了熔盐配比、阴极电流密度、电解温度等因素对NaCl-K2ZrF6熔盐体系电解精炼电流效率的影响,结果表明阴极电流密度、电解温度均与电流效率成反比.采用XRD及元素含量分析等方法研究了电解精炼产品质量.较佳的工艺条件为K2ZrF6:NaCl为3:7(%,质量分数),温度800℃,阴极电流密度1 A·cm-2,在此条件下,电流效率可达84%以上.阴极锆为合格的工业级锫产品,产品中Fe,Ni,Cr,Mn等杂质分别由2700×10-6,540×10-6,350×10-6,400×10-6降低到30×10-6,10×10-6,18 ×10-6,100×10-6以下,产品纯度达到99%以上.     

占空比对脉冲电镀Ni-Cr-Mn合金镀层的影响

利用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS),考察占空比对镀层成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:随占空比增大,镀层中镍含量增加,铬、锰含量减少;沉积速率减小;在35g/L NaCl溶液中,镀层耐蚀性减弱;占空比为20%时,镀层均匀致密,具有最大的腐蚀电位(-0.301V)、最小的腐蚀电流密度(1.819×10~(-8) A·cm~(-2))和最大的电荷转移电阻(3 763Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

骨胶对氨配合物体系电沉积锌的影响

研究了骨胶对氨配合物体系锌电积过程的影响,考察了骨胶质量浓度对电沉积平均槽电压、电流效率、直流电耗和阴极锌宏观形貌的影响。试验结果表明:用骨胶作添加剂,能有效提高电流效率,降低直流电耗,并改善锌板表面形貌;骨胶最佳添加量为25mg/L,此时平均槽电压为2.96V,电流效率为91.90%,直流电耗为2 641kW·h/tZn。     

聚乙二醇萃取—苯基荧光酮光度法测定油样中铝

以聚乙二醇—硫酸铵—铝试剂萃取消除V(Ⅴ),Cr(Ⅵ),Zn~(2+),Co~(2+),Mg~(2+),Mn~(2+),Ni~(2+)等离子的干扰,采用苯基荧光酮—吐温-80显色体系分光光度法测定油样中的微量铝。考察了测定和干扰离子的萃取分离条件。铝络合物的最大吸收峰位于550 nm,铝质量浓度在0～3.2×10~(-4)g/L范围内符合比尔定律,表观摩尔吸收系数ε_(550)=7.6×10~4L·mol~(-1)·cm~(-1)。对大庆渣油与煤焦油中铝进行测定,加标平均回收率分别为99.3%,100.2     

高阻尼层压铝合金板的研究

由中心层4号防锈铝(LF4)两边对称包覆的高阻尼Zn-22%Al(质量分数),共析合金加外包包覆铝(LB1)构成的五层复合板.通过热轧复合.淬火.终轧制成.层压板层间为冶金结合,与硬铝(LY12CZ)比较,层压板具有高阻尼(18℃.40Hz.A=5×10~(-5)下,Q~(-1)=1.58×10~(-2)).密度小(P=3.37×10~3kg/m~3).力学性能良好(σ=250MPa.σ_(10)≥10%),可加工成型、可焊接,耐海洋大气腐蚀.使用层压板作为舱船的某些部件.减震效果显著,是一种新型的综合性能优良的功能结构材料.     

掺氮纳米金刚石薄膜的微观结构对微波场发射性能影响

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,通过改变CH_4浓度,在单晶Si(100)基底上制备掺氮纳米金刚石(NCD)薄膜,并以所制备的掺氮NCD薄膜为阴极材料,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力扫描探针显微镜(AFM)、Raman光谱和S波段射频电子枪等测试方法系统地研究了掺氮NCD薄膜的微观结构对微波场发射性能的影响。结果表明:在CH_4浓度(体积比)为4%下,制备的掺氮NCD薄膜的颗粒呈多面体,而且颗粒尺寸和表面粗糙度较大,薄膜中金刚石相含量较高,这些微观结构使得微波场发射性能较高,在电场强度(E_0)为67.7 V·μm~(-1)时,发射电流密度(J0)高达144.8 m A·cm~(-2)。当升高CH_4浓度,所制备的掺氮NCD薄膜的颗粒尺寸减小而且连成条状结构,表面粗糙度也逐渐降低,薄膜中金刚石相减少、非金刚石相增加,这些微观结构的改变使得微波场发射性能逐渐降低。如当CH_4浓度增加至6%时,在电场强度E_0=67.7 V·μm~(-1)时,场发射电流密度降至37.9 m A·cm~(-2)。结果表明:低CH_4浓度下,掺氮NCD薄膜所具有的微观结构有利于微波场发射。     

精馏塔管道气密性及其与超纯AsCl3质量的关系

本文介绍了 AsCl_3精馏装置的改进,通过管道接口及截门的一些改进,使 AsCl_3的产品质量获得提高。经本法制备的 AsCl_3用于制备高纯 GaAs 气相外延片,其电学参数达到国际先进水平。GaAs 的μ_(77K)=2.05×10~5cm~2/V·s,峰值电子迁移率μ=3.78×10~5cm~2/V·s。     

电磁场对旋转铝液阴极法制备铝镁中间合金作用行为的研究

以MgO为电解原料,在Na_3PO_3-MgF_2体系中采用旋转铝液阴极法制备铝镁中间合金。采用熔盐电解监控仪和Teslameter测量电解过程中的反电动势、电流强度及磁场强度等工艺参数,并利用SEM及XRD技术分析了合金产物的微观结构,探讨了旋转铝液阴极合金化过程中反电动势、电流效率及合金中镁浓度的变化规律。结果表明,旋转铝液阴极化过程可有效降低反电动势,并提高电流效率及合金中镁的质量浓度。在950℃、电流5 A、外加40 mT磁场的条件下,电解3 h可制取镁含量24.5%的铝镁合金,电流效率可达83%。所得合金样品组织致密,各元素在合金中的分布较均匀,合金物相主要为Al_(12)Mg_(17)。     

微量Ce含量对Sn-50Zn-2Cu合金微观组织和腐蚀行为的影响

Sn-Zn-Cu系合金作为镀锌层的低熔点修补焊料已经有一定范围的使用,但对于稀土元素对该类合金微观组织和性能的影响并不清楚。采用混溶法制备不同Ce含量的Sn-50Zn-2Cu-x Ce(x=0,0.025%,0.05%,0.1%,0.25%,质量分数,下同)合金,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线(Tafel)等测试技术,研究Ce含量对Sn-50Zn-2Cu合金微观组织和腐蚀行为的影响。结果表明,Sn-50Zn-2Cu基合金均由富Zn相和富Sn相两相组成且并无金属间化合物的出现,同时,随着Ce含量增加,Sn-50Zn-2Cu基合金组织中富Zn相从枝晶状向团簇状转变,组织得到细化;随着Ce含量从0到0.1%范围中增加,Sn-50Zn-2Cu基合金的腐蚀电流密度从9.028×10-6μA·cm~(-2)降低至2.964×10~(-6)μA·cm~(-2),腐蚀产物与合金界面的阻抗也从1127Ω·cm~2升至4570Ω·cm~2,结合等效电路参数中容抗数值可知,合金的腐蚀产物层也越来越致密,但当Ce含量增至0.25%时,合金耐蚀性能略微下降,但仍然与含Ce量为0.05%的合金相近。整体看,Ce元素的添加明显提高了Sn-50Zn-2Cu合金在5%Na Cl溶液中的耐蚀性能,随着Ce含量的增加合金的耐蚀性能先逐步提高,然后略有下降,当Ce含量为0.1%时,合金表现出最好的耐蚀性。     

阳极溶出伏安法测定高纯铝中的铜,铅,锌

本文叙述了利用铂球踱银汞膜电极阳极溶出伏安法来测定高纯铝中的铜和锌;利用玻璃炭电极阳极溶出伏安法来测定高纯铝中的铅。方法检出下限分别为:铜:5×10~(-6)%;铅:1×10~(-6)%;锌:1×10~(-5)%,该法操作简便、准确。     

超高纯锗多晶材料制备工艺方法研究

高纯锗属于半导体材料,一般通过区域熔炼法提纯制取,微量杂质元素会显著地使其电阻率降低。因此,习惯用(杂质)载流子浓度(通过电阻率和迁移率进行表征)来表示高纯锗的纯度,(杂质)载流子浓度越低,纯度越高。为提高超高纯锗多晶材料的纯度,适应空间暗物质、中微子探测、地质勘探等领域研究的需要,开展了超高纯锗多晶材料纯度的实验工艺优化实验研究。同时,进行了区熔次数的实验研究以改进工艺过程,以期找到一种新型的超高纯锗多晶材料制备工艺,使制备出的超高纯锗多晶材料纯度达到(12～13) N,载流子浓度1×10~(11)/cm~2,电阻率2×10~3Ω·cm,迁移率1×10~4cm~2/(V·s)。     

液态阴极法制取铅钙合金

在采用液态阴极法电解CaCl_2-添加剂A盐系制取Pb-Ca合金的实验室试验中,研究了电解质组成、温度、阴极电流密度对电解指标的影响,确定了最佳工艺条件:在电解温度720℃,D_K=0.83 A/cm~2下,电流效率为84.7～90.1％,钙直收率为93.4～99.3％,钙的含量>2％。     

万宁地区铝及铝合金不同距海点的大气腐蚀研究

研究了铝及铝合金在万宁近海大气不同距海点暴露 0 .5a ,1a ,2a的腐蚀行为 ,观察了锈层的形貌、相组成及锈层中合金元素的分布。试验结果表明距离海岸线越近 ,失重率越大 ,腐蚀速度越快 ,说明Clˉ对铝及铝合金有很强的腐蚀作用 ,能加速铝合金的腐蚀。同时在万宁海洋大气环境下 ,纯铝在暴露初期更易腐蚀 ,其腐蚀率是锻铝的 2倍 ,此后随着暴露时间的延长而减缓。     

纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材微结构及其在若干典型环境下的腐蚀行为

纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材以其优异的力学性能被视为是传统线材面向苛刻工况应用的潜在替代品。采用电弧熔炼、冷热机械加工、剧烈冷变形技术制备纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)分析其微结构,利用电化学分析在3. 5%(质量分数) Na Cl,1 mol·L~(-1)H2SO4,1 mol·L~(-1)Na OH溶液中分别分析CoCrFeNi高熵合金线材的腐蚀行为,采用FESEM观察其在不同介质中的腐蚀形貌,分析CoCrFeNi高熵合金线材在不同介质中的腐蚀机制。结果表明,CoCrFeNi高熵合金线材经冷变形后呈纤维状组织,其在3种典型环境下的耐蚀性均较为理想。其在3. 5%Na Cl溶液中的腐蚀机制主要为点蚀,自腐蚀电流密度低至3. 85×10-7A·cm~(-2),腐蚀后仅有极少量蚀坑存在。而在1 mol·L~(-1)H2SO4与1 mol·L~(-1)Na OH溶液为均匀腐蚀,自腐蚀电流密度分别可达1. 26×10-6,7. 88×10-6A·cm~(-2),腐蚀形貌呈均匀腐蚀特征。CoCrFeNi高熵合金线材在3. 5%Na Cl溶液、1 mol·L~(-1)H2SO4溶液与1 mol·L~(-1)Na OH溶液中均具有较好的耐蚀性,具备在这几种典型环境应用的潜力。