SrFeCo0.5O3-δ透氧膜用于焦炉煤气甲烷部分氧化重整的可行性研究

研究了混合导体透氧膜材料SrFeCo0.5O3-δ(SFCO)用于焦炉煤气(COG)部分氧化重整制氢的可行性。在不同浓度CH4条件下进行了重整实验,利用SEM技术对重整实验前后透氧膜SFCO的表面形貌进行了观察,通过XRD研究了SFCO材料在重整实验前后和不同气氛处理下的相成分变化。研究结果表明,在甲烷条件下,SFCO透氧膜片的透氧量达到了5ml.cm-2.min-1。纯甲烷重整气氛下可稳定工作的SFCO透氧膜反应器,通入富氢焦炉煤气(约含57%H2)后SFCO膜片破裂。焦炉煤气重整实验后的SFCO透氧膜重整侧出现金属Fe及少量Sr4Fe3O10-x相,空气侧则出现了Co及少量Fe、Sr4Fe3O10-x相。SFCO透氧膜材料粉体在5%CH4/Ar,5%H2/Ar及5%COG/Ar气氛下进行了气氛处理,并用XRD对处理后的物相进行了检测。由透氧实验现象及气氛处理的检测结果可知,在焦炉煤气等含高H2的原料气氛下,透氧膜材料SFCO更容易被还原破坏。透氧膜材料SFCO不适合用于富氢焦炉煤气部分氧化重整制氢的膜反应器。     

薄层防锈油膜的透水和透氧行为

本文利用吸油滤纸形成的薄层油膜开展了实验研究。研究结果表明,受试验的两种防锈油的透水和透氧行为与它们的基础油基本相同,同时,透过薄层防锈油的水和氧远远超过了通常条件下金属发生大气腐蚀时所需的数量。这说明防锈油不是依靠阻碍水和氧的扩散而起作用的。     

Cu含量对Ag-Cu钎料钎焊透氧膜

采用Ag-Cu钎料用于透氧膜与不锈钢支撑体之间的封接,研究了Cu含量对Ag-Cu钎料钎焊透氧膜界面结构的影响。利用SEM对连接界面的显微组织进行观察,并用EDS对界面的相组成进行分析。结果表明:纯Ag与透氧膜陶瓷之间的连接界面无元素互扩散;Ag中少量1at%Cu的添加并未明显改善钎焊连接界面;当Cu含量增加到3.3at%时,在透氧膜一侧生成一层由Cu和Ag扩散所致的厚度约200μm的反应层,反应层的生成表明Ag-3.3Cu钎料与透氧膜之间具有良好的润湿性和界面结合。     

固体透氧膜法制备金属Ta

利用固体透氧膜（SOM）法进行了从Ta2O5中提取金属Ta的实验．在1150℃,外加直流电解电压3．2V下,以55．5％MgF2-44．5％CaF2的熔盐体系为介质,阴极为经过预烧成型的Ta2O5,阳极为氧化锆管内的碳饱和铜液．测试结果显示：Ta2O5阴极中氧含量大大降低甚至消失,Ta2O5还原为金属Ta．     

利用固体透氧膜提取海绵钛的新技术

对克劳尔法、电解四氯化钛法等海绵钛传统生产方法以及在熔融CaCl2中直接电解还原二氧化钛制取钛的新工艺进行了总结和分析。针对这些方法中存在的不足,提出了一种利用固体透氧膜技术直接从含钛氧化物矿制备海绵钛的连续、低成本、无污染的绿色冶金新工艺。     

Ag-Cu合金钎料与SDC-SSAF双相陶瓷透氧膜的界面反应润湿机制

对空气中Ag-Cu合金钎料与Ce0.85Sm0.15O1.925-Sm0.6Sr0.4Al0.3Fe0.7O3(SDC-SSAF)双相陶瓷透氧膜的润湿性和界面反应进行了研究,利用扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)表征分析了润湿试样的连接界面.结果表明:980℃下Ag-Cu合金钎料在SDC-SSAF双相透氧膜上的润...     

固体透氧膜法制备金属铌

采用固体透氧膜（SOM）法直接电解还原Nb2O5制备金属Nb。在CaCl2熔盐体系中,电解电压控制为3.2 V,以经过1 200 ℃预烧4 h成型的Nb2O5为阴极,氧化锆管内碳饱和的液态铜合金为阳极。研究电解时间分别为0.5、1、2和4 h以及不同温度下电解的特征规律和不同电解温度对阴极产物微结构的影响。结果表明：随着电解的进行,Nb2O5首先转变为Nb的一系列低价氧化物,进而才被还原成金属Nb;且随着实验温度的升高,电解速度相应加快,金属铌颗粒尺寸增大。与FFC法相比,SOM法具有更高的电解效率,1 150 ℃下的电解效率可达81.7%。     

固体透氧膜法与熔盐电解法制备金属铬的对比

利用固体透氧膜(SOM)法电解Cr2O3制取了金属铬并与熔盐电解(FFC)法进行了对比. SEM,EDX和XRD分析表明: SOM法电解2 h,Cr2O3阴极片完全被还原成金属Cr,电流效率为83%,电流密度为0.35 A/cm2;FFC法电解6 h,Cr2O3阴极片只有外层被还原成金属Cr,内层为未还原物相,其电流效率为22%;分析两种方法电流随时间变化的规律表明, SOM法电解速度快,电流效率高,电流密度大、无副反应发生.     

固体透氧膜法直接还原NiO-CeO2制备CeNi5合金

在CaCl_2熔盐中,利用固体透氧膜(SOM)法直接电解混合氧化物NiO-CeO_2制备CeNi_5合金,并与熔盐电解法(FFC)进行了对比.阴极的制作方法与FFC法相同,阳极为碳饱和Cu(或Sn)液,采用只允许氧离子通过的透氧膜隔开阴极和阳极,这样可以采用较高的电解电压(3.5 V)以获取更高的电解速率.研究了SOM法制备CeNi_5合金的可行性和影响因素,如电解温度、电解时间,以及产物的相组成和形貌等.结果表明:通过SOM法,NiO-CeO_2可完全还原为CeNi_5.电解中间产物的相组成分析表明,CeNi_5的形成过程为:NiO首先还原为Ni,与随后生成的CeOCl反应生成CeNi_5.SOM法与FFC法对比表明,2.5 g的烧结试样采用SOM法电解3 h可电解完全,电流效率为75.5%,能耗为4.03 kW·h/kg;采用FFC法需12 h才能电解出纯的CeNi_5合金,其电流效率为26.1%,能耗为10.27 kW·h/kg.相比于FFC法,SOM法具有更好的工业化应用前景.     

超音速等离子喷涂制备非对称型La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ透氧膜的性能

采用超音速等离子喷涂方法制备出了La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF-6428)非对称型透氧膜。利用双聚焦离子束、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等手段观测膜层微观结构和物相成分,重点考察膜层高温结构稳定性和抗CO_2腐蚀性能。采用四探针法测电导率比较SAPS膜和传统烧结膜的电子传导性能。结果表明,SAPS膜结构致密程度较高,膜层内部富含纳米晶粒,并呈现微纳晶-纳米晶-超细纳米晶顺序叠加结构。膜经历850℃,30次热循环测试和25 h持续加热测试后仍维持较高的致密度,表现出较好的结构稳定性。膜层在静态CO_2气氛下,500℃时即开始相分解,且随着温度升高,相分解加速,到900℃时相分解快速完成并终止。相比之下,膜层在950℃,CO_2吹扫气氛下相分解速率明显减慢,在经历2h加热后仅发生轻微分解。四探针法测得SAPS膜常温电导率达到0. 28 (Ω·cm)~(-1),高出烧结膜一个数量级。进一步研究表明,SAPS膜晶格发生膨胀,引发膜层内部极化子尺寸增大,有助于内部电子的迁移。     

透氢非钯基金属膜研究进展

相比于变压吸附和深冷分离法,膜分离技术由于能耗低、简单易行等特点,在氢气分离提纯中的应用具有优势。目前工业上分离提纯氢气应用最多的是致密金属膜,尤其是钯及其合金膜。但是钯是贵金属,成本非常高,限制了钯基膜的大规模应用。因此目前非钯基致密金属膜在氢气分离提纯中的应用受到广泛的的关注,成为研究热点。本文综述了金属膜分离氢气机理,非钯基金属膜的材料成分及其发展现状,并指出目前开发膜材料存在的一些亟待解决的问题。     

钛等离子渗氧研究

探讨了空心阴极效应（Hollow Cathode Effect）、离子轰击对钛氧化层结构的影响。结果表明，离子轰击加强氧的离化、促进渗氧，有助于低价态氧化物的形成。     

氢渗透合金膜的研究现状及发展趋势

氢渗透合金膜是一种重要的氢气提纯材料。本文简要介绍了目前存在的几种氢渗透合金膜的研究进展和各自的优缺点,重点讨论了氢渗透合金膜的工作原理、氢渗透性能和制备方法;详细分析了影响氢渗透性能的关键因素,包括氢渗透系数、氢扩散系数、氢溶解系数和氢脆性,提出了通过改善氢渗透合金膜的微观结构以提高膜材料的抗氢脆性、提高氢渗透系数和扩散系数的方法,最后对合金膜的发展趋势进行了探讨。     

三种钛合金的高温渗氧行为

采用SEM、EPMA、XRD及显微硬度计对3种钛合金TA2、TB5及TCll的高温渗氧行为进行了研究。结果表明，同一条件下，纯钛(TA2)的氧化膜较薄；β钛合金(TB5)形成较厚的氧化膜，有贫铝区形成；α/β双相钛合金(TC11)的氧化膜很薄且致密。3种钛合金中均存在较厚的氧在α相中的扩散固溶层且显微硬度得到提高。3种钛合金的氧化动力学曲线均呈抛物线型。利用扩散和固溶原理对渗氧的不同机理进行了探讨。     

离子注渗复合表面改性技术研究进展

综合国内外研究现状,目前针对离子注渗复合表面改性技术已开展了大量的研究工作,然而还缺少对其进行系统介绍的研究报道。首先,对离子渗技术（离子渗氮、离子渗碳和离子渗硫）、离子注入技术（氮离子注入、碳离子注入和金属离子注入）和离子注渗复合技术的原理进行了介绍。其次,对上述表面改性技术的研究进展进行了综述和总结。最后,针对目前离子注渗复合技术的不足之处,从改善硬件设备、强化作用机理、系统研究复合处理工艺和促进其工业化应用等方面进行解决,提出要充分利用注渗和镀膜技术复合的优势来实现材料结构功能一体化,推动多相复合强化技术的研究与开发,为工业化应用奠定理论基础。     

Pr-Zr固溶体的制备及其氧化性能研究

通过共沉淀法制备了Pr0.7Zr0.3O2-δ复合氧化物氧载体,考察了制备温度、老化时间、pH以及母液浓度对Pr-Zr固溶体形成的影响,借助XRD、H2-TPR、O2-TPD和甲烷气-固反应等手段,进行了Pr-Zr固溶体制备最优路径的探索与其氧化性能的研究。结果表明:以Pr(NO3)3·6H2O和Zr(NO3)4为前驱盐,沉淀温度20℃、pH=12、800℃焙烧可制得Pr0.7Zr0.3O2-δ完美固溶体,固溶体的形成可增强材料晶格氧的移动性,从而提高其与甲烷的反应活性。     

氧对Zr基非晶合金影响的研究进展

Zr基非晶合金作为新型结构材料得到广泛应用﹐然而其玻璃形成能力及ΔTx等指标对合金中氧的含量非常敏感。正确认识氧的作用机制及规律,控制Zr基金属玻璃在制备及应用过程中的稳定性非常重要。本文概述了氧对Zr基非晶合金热稳定性﹑晶化﹑氧化﹑微观结构与力学性能﹑腐蚀与疲劳等方面的影响,从不同角度理解合金中氧的作用机制及规律。     

真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

钙钛矿太阳能电池器件因其优异的材料性能已经取得最高25.7%的光电转换效率。常见的钙钛矿薄膜的制备方法分为溶液法和真空蒸镀法。其中真空蒸镀法凭借其无溶剂化的特点,具有环境污染小、膜层致密性高、生产效率高,以及较为容易实现大面积连续化高通量制备等优点,在钙钛矿太阳能电池器件制备领域具有独特优势。针对真空蒸镀法制备高质量钙钛矿薄膜的技术,对真空蒸镀的基本工作原理及应用于钙钛矿薄膜制备的真空设备系统进行介绍,并以钙钛矿太阳能电池光电转换效率为切入点,介绍基于真空蒸镀技术制备钙钛矿太阳能电池器件及优化其光电转换效率的研究进展。探究真空蒸镀设备改进策略（温控系统和蒸发源设置）、蒸镀工艺条件（投料量、蒸镀距离、蒸镀时间、室体内压力、薄膜退火温度及时间）、基底材料极性对钙钛矿薄膜结晶度和晶粒尺寸的影响因素,为采用真空蒸镀技术制备具有高光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件提供重要的理论基础及研究思路。最后,总结真空蒸镀钙钛矿太阳能电池的工艺流程,从降低生产成本与提高生产效率的角度出发,提出连续化生产钙钛矿太阳能电池的构想,并对其商业化发展方向进行展望。     

氧气流量对电弧离子镀TiAlON涂层结构和性能的影响

目的 探究氧气流量对电弧离子镀制备的TiAlON涂层结构和性能的影响.方法 在高速钢表面,使用自制的电弧离子镀设备,在不同的氧气流量下制备了不同O含量的TiAlON涂层.采用EDS结合XPS对涂层的成分进行分析,采用XRD对涂层的晶体结构进行分析,采用SEM对涂层的表面形貌进行分析,采用努氏硬度表征了涂层的硬度,使用压...     

非晶合金透氢性能研究进展

由于在半导体工业及燃料电池等领域需要大量高纯度的氢气,因而必需对采用重整等工艺方法获得的含杂质气体的氢气进行纯化。采用金属膜对氢气进行分离是一种有效的氢纯化方法。非晶合金薄膜具有强度高、氢溶解度大、耐腐蚀、抗氢脆、成型工艺简单等特点。已有的研究表明,部分非晶合金膜的氢渗透系数已经达到甚至超过目前透氢性能最佳的Pd及其合金膜,而价格仅为其几十分之一,显示出良好的应用前景。本文综述了金属及非晶合金膜在氢渗透方面的研究现状,总结了氢与非晶合金相互作用的表现形式。最后对非晶合金膜在氢纯化方面的应用前景进行了展望。