脉冲电沉积纳米镍-碳化硅复合镀层的性能

分别采用直流(DC)和换向脉冲电流(PRC)电沉积法制得纳米Ni-SiC复合镀层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪对比研究了纯Ni镀层和Ni-SiC复合镀层的微观结构、宏观残余应力、表面形貌及成分。用浸泡法研究了不同镀层在3.5%(质量分数)NaCl和10%(体积分数)H2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明,脉冲电沉积能改变镀层的微观结构,有效提高镀层硬度,降低宏观残余应力。脉冲电沉积所得到的纯Ni镀层和纳米Ni-SiC复合镀层在3.5%NaCl及10%H2SO4溶液中的耐蚀性均优于直流镀层。脉冲镀层在3.5%NaCl溶液中受腐蚀很轻,主要腐蚀形态为点蚀,而在10%H2SO4溶液中,SiC粒子作为增强相使镀层的耐腐蚀性进一步提高。     

磁场辅助电沉积镍-纳米碳化硅复合镀层及其性能

采用磁场辅助电沉积法在低碳钢表面上制备了纯Ni镀层和Ni–纳米SiC复合镀层。镀液组成和工艺条件为：NiSO₄·6H₂O285 g/L,NiCl₂·6H₂O28 g/L,H₃BO₃ 25 g/L,十六烷基三甲基溴化铵80 mg/L,纳米SiC(平均粒径35 nm) 0 g/L或7 g/L,pH 4.8,温度46℃,电流密度5.5 A/dm²,占空比30%,磁场强度0.2 A/m或0.4 A/m,时间30 min。对比了纯Ni镀层和Ni–纳米Si C复合镀层的组织结构、显微硬度和耐磨性,分析了磁场强度对镀层性能的影响。结果表明,在0.2 A/m磁场强度下所得Ni–纳米SiC复合镀层比相同磁场强度下制备的纯Ni镀层更均匀细致,显微硬度更高,耐磨性更强。增大磁场强度至0.4A/m时,Ni–纳米SiC复合镀层的性能进一步提升。     

电沉积纳米复合镀层的研究现状

纳米复合电沉积是一种新兴的复合表面技术。阐述了纳米颗粒与金属共沉积的机理、工艺条件对纳米复合电沉积的影响。以及纳米复合共沉积的应用。纳米与金属共沉积可明显提高镀层的硬度、耐磨、耐蚀、光催化和电接触性能。指出了纳米复合电沉积现存的问题，并为今后的研究提出了建议。     

Ni-AlN纳米复合镀层的制备及耐蚀性能研究

采用电沉积的方法在低碳钢表面成功制备了Ni-AlN纳米复合镀层,通过称量法计算出沉积速率,采用X-射线衍射、扫描电镜和电化学测量技术探究了镀液中不同AlN浓度对镀层的组织结构、微观形貌和耐蚀性能的影响。结果表明,在电沉积过程中,沉积速率随镀液中AlN浓度的增大呈先增大后减小的趋势;镀液中AlN的加入,使镀层表面产生了米粒状的多晶单元,提高了镀层的耐蚀性能,随着镀液中AlN浓度的增加耐蚀性能先提高后降低。当镀液中纳米AlN质量浓度为1 g/L时,复合镀层中的AlN质量分数约为4.5%,表面致密性最好,与纯Ni镀层相比,腐蚀电流密度降低了2个数量级,耐蚀性能最佳。     

电沉积铜-钨复合镀层的表面形貌和性能研究

用电沉积法在纯铜触头表面制备了铜-钨复合镀层.对复合镀层的表面形貌和主要使用性能进行了研究,结果表明:镀层表面组织均匀致密,具有良好的结合强度和适宜的硬度,相对于纯铜镀层而言,复合镀层有较好的抗氧化性能和耐电化学腐蚀性能.在电压12 V,电流分别为10、15、20和25 A,接触1×104次条件下,复合镀层的接触电阻在10～40 mΩ之间波动,可满足一些低压电器的使用要求.用SEM对不同电流下经1×104次电弧侵蚀后的复合镀层进行观测,发现其表面有明显的凹坑,孔洞等形貌特征.     

电沉积铜基纳米碳化硅复合镀层实验研究

采用电沉积方法,制备铜基纳米碳化硅复合镀层。研究溶液搅拌方式或溶液中引入添加剂,对Cu-SiC纳米微粒复合镀层表面形貌和性能的影响。利用超声搅拌制备的Cu-SiC纳米微粒复合镀层的表面形貌平整而且致密,与磁力搅拌所得镀层相比显微硬度提高约32%,接近143 HV,磨损质量损失降低约33%,每平方毫米为0.056 mg。溶液中引入添加剂,制备的Cu-SiC纳米微粒复合镀层的表面形貌和性能无明显改观,但采用超声波搅拌制备的Cu-SiC纳米微粒复合镀层的表面形貌和性能改观较为明显。添加剂发挥的作用与超声搅拌引发的综合作用叠加,促使复合镀层的表面形貌和性能进一步改善。     

锌-碳化硅复合镀层的制备及性能

以钢板为基体,在普通氯化物镀锌液中加入碳化硅制得Zn-SiC 复合镀层。研究了电流密度、温度以及 SiC、氯化铵的质量浓度对镀层耐蚀性和显微硬度的影响,得到制备 Zn-SiC 复合镀层的较佳工艺条件:电流密度 0.5～1.0 A/dm2,温度 20～25℃,SiC 10～11 g/L,氯化铵 250～260 g/L。在较佳工艺下,Zn-SiC 复合镀层中 SiC 的质量分数为 0.75%,耐蚀性优于纯锌镀层,镀层中 SiC 的存在有利于生成晶粒细小、致密且显微硬度较高的镀层。     

Ni-Fe-SiC复合镀层的制备及性能研究

用电沉积的方法在含NiSO4及FeSO4的电解质溶液中制备了Ni-Fe-SiC复合镀层.通过正交试验,研究了Fe2 与Ni2 的浓度比、温度、pH和电流密度对镀层中SiC质量分数的影响,讨论了镀液中SiC含量与镀层显微硬度的关系,确定了最佳工艺条件为:c(Fe2 )/c(Ni2 )=0.09,镀液温度55 ℃,pH=3.0,电流密度1.8 A/dm2.在最佳工艺条件下所获得的复合镀层,显微硬度达650～850 HV,结合力和耐蚀性均良好.     

镍-纳米二氧化钛复合镀层的制备及性能

以多孔泡沫镍为基体,通过在瓦特镀镍液中复合电沉积,得到Ni-TiO2复合镀层.研究了阴极电流密度、pH、时间、镀液中纳米TiO2质量浓度及分散剂种类对Ni-TiO2复合镀层的TiO2含量、表面形貌及光催化性能的影响.通过正交试验得到最佳工艺条件为:TiO2质量浓度10g/L,pH=4.0,阴极电流密度30 mA/cm2...     

纳米复合镀层的研究历程

总结了纳米复合镀层的研究结果,纳米复合镀层具有硬度高、耐磨损和耐腐蚀的特性,一些纳米复合镀层还具有自润滑性、光催化活性、良好的电接触性及耐高温等性能。纳米复合镀层的基体材料主要是金属镍,还有铜和锌等。纳米粒子材料包括SiC、SiO2、CeO2、金刚石、碳纳米管、Al2O3、Si3N4、TiO2、PTFE、MoS2、WS2、石墨、ZrO2、La2O3、Cr、Ag及Si微粒等。目前,纳米复合镀层的制备技术还不成熟,需要进行更深入的研究。     

碳钢表面超疏水锌涂层的制备及防腐性能

采用电化学沉积法,通过改变电流密度和沉积时间,在碳钢基体上生成锌(Zn)镀层的分层结构,再经十四酸改性,制备出具有微纳米结构的超疏水Zn涂层.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和接触角测量仪表征了超疏水Zn涂层的表面形貌、粗糙度、化学组成和润湿性能.结果发现,当电流密度为0.18 A/cm2,沉积时间为9 min时,制备的改性Zn涂层对水呈现出160°的接触角和1.3°的滚动角,具有优异的超疏水性和自清洁性.在砂纸磨损、刀片划擦、胶带剥离等外力破坏的过程中,该改性Zn涂层表现出较强的机械稳定性和耐用性.此外,超疏水Zn涂层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为Zn镀层的1/4以及裸钢的1/45,并对pH=2～12的酸碱溶液有一定的耐受性,可为碳钢提供优异的腐蚀保护.     

聚苯胺-木质素磺酸纳米复合物的制备及吸附性能

以木质素磺酸(LS)为分散剂,采用静态聚合法制备了聚苯胺-木质素磺酸(PANI-LS)纳米复合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、紫外可见光谱和广角X射线衍射对纳米复合物的形貌、结构和性能进行了表征。同时,研究了该纳米复合物对银离子的吸附性能。在银离子初始浓度为0.03 mol·L^-1时,PANI-LS纳米复合物对银离子的最大吸附容量为500 mg·g^-1。对吸附后纳米复合物的透射电子显微镜和广角X射线衍射的研究表明,PANI-LS纳米复合物对银离子具有还原作用,吸附后纳米复合物表面有直径为2～7 nm的单质银纳米粒子生成。     

Cu-SiC磨具制备及其性能表征

笔者描述了铜-碳化硅磨具的制备过程,采用热压成形法制备了Cu-SiC磨具。该磨具主要由铜粉、酚醛环氧树脂和碳化硅磨料组成。研究了树脂、碳化硅与辅助磨料的种类、组成对磨具性能的影响。结果表明:当加入适量铜粉,复合材料磨损率会下降、耐磨性能会提高,被磨削表面不易出现凹痕、孔洞;但是铜粉添加过量时,磨具磨损率会增加。较佳配方组成为:35wt%树脂、45wt%碳化硅、15.56wt%铜粉、4.44wt%白刚玉。     

酪素/蒙脱土插层复合物制备及其耐水性能研究

在十六烷基季胺盐存在下进行蒙脱土插层得到[H4N(CH2)15CH3]+-蒙脱土插层物,酪素加热溶解后与[H4N(CH2)15CH]+-蒙脱土插层物混合,保温复合,然后沉淀分离,得到干酪素/蒙脱土纳米复合物。用XRD,TEM和TGA表征酪素纳米复合物的结构与性能。结果表明,插层复合物中蒙脱土晶片间距扩大,插层复合物耐热性能明显提高,与纯酪素相比,复合物拥有极好的耐水性能,特别适用于制备高速高性能啤酒生产线用贴标胶。     

Preparation and insulation property studies of thermoplastic PMMA-silica nanocomposite foams

The comparative studies for the effect of vinyl-modified silica (VMS) and raw silica (RS) particles on the cell structure, insulation (dielectric and thermal transport) properties, and thermal stability of thermoplastic PMMA-silica nanocomposite (PSN) foams are described. The VMS particles were synthesized by the conventional acid-catalyzed sol-gel reactions of tetraethyl orthosilicate (TEOS) in the presence of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MSMA) molecules. The as-prepared VMS particles were then characterized through fourier transform infrared (FTIR), solid-state ¹³C-nuclear magnetic resonance (¹³C-NMR) and ²⁹Si-NMR spectroscopy. Subsequently, the PSN materials were prepared via in-situ bulk polymerization. The dispersion of silica particles in PMMA matrix was observed by transmission electron microscopy (TEM) studies. Gel permeation chromatography (GPC) was used to determine the molecular weights of as-prepared samples. The PSN materials were used to produce foams by a batch process in an autoclave using nitrogen as foaming agent. The effect of VMS and RS particles on the cell structure, insulation properties and thermal stability of PSN foams were investigated by scanning electron microscopy (SEM), LCR meter, Transient plane source (TPS) technique and thermal gravimetric analysis (TGA), respectively. The better dispersion capability of VMS particles in PSN foams was found to lead enhanced nucleation efficiency, thermal stability and decreased dielectric constant (ε′), dielectric loss (ε″) and thermal conductivity (k). POLYM. COMPOS., 2009. © 2008 Society of Plastics Engineers     

钢渣改性活性炭的制备及其降解甲醛性能

以钢渣和助磨剂(乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇按体积比1:1:1混合)制备钢渣超细粉,用其对活性炭进行改性处理,获得钢渣改性活性炭,研究了钢渣种类、助磨剂用量和钢渣超细粉用量对钢渣改性活性炭降解甲醛性能的影响,分析了钢渣的化学成分、钢渣超细粉的粒度分布及结构、钢渣改性活性炭的微观结构。结果表明,450 g热闷渣与6 g助磨剂制备的钢渣超细粉用量10 g、活性炭30 g、无水乙醇50 g制备的钢渣改性活性炭具有良好的降解甲醛性能,12 h后甲醛降解率为60.9%。热闷渣中Fe2O3和MnO含量高,有利于甲醛在具有孔结构的活性炭中富集与催化降解;适量的助磨剂可显著减小钢渣超细粉的粒径,改善其粒度分布均匀程度,有利于增加钢渣超细粉与活性炭、甲醛的接触面积;可抵消由于活性炭孔隙率与比表面积降低导致的吸附性能下降,提高钢渣改性活性炭降解甲醛的性能。     

钢材酸洗废液制备聚合氯化铁及其絮凝性能

采用直接氧化法处理钢材酸洗废液,得到聚合氯化铁(PFC)。将自制的PFC处理微污染的湖水,考察PFC的投加量、湖水的pH、沉降时间、搅拌时间等因素对产品絮凝性能的影响。结果表明,当自制的PFC投加量为150 mg/L、湖水pH值为8⁹、搅拌时间7 min、沉降时间为20 min,絮凝效果最佳,对浊度和CODMn的去除率为93.5%和44.8%。     

沥青基碳纤维的制备方法及其产业化研究

阐述了沥青基碳纤维的主要性能和用途,介绍了通用级沥青基碳纤维的制备工艺方法,分析了国内外沥青基碳纤维的工业化生产现状,指出了发展国内沥青基碳纤维的生产将成为未来研究开发的重点。     

纳米钛酸锶粉体制备及其表面改性工艺研究

钛酸锶（SrTiO3）是制备陶瓷电容器和热敏电阻器等电子陶瓷的重要原料,在电子工业上的应用非常广泛。以四氯化钛和氯化锶、氢氧化钠为原料,采用直接沉淀法合成纳米钛酸锶粉体,重点研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）在合成过程中对纳米钛酸锶粉体性能的影响,并应用XRD,TEM,SEM,BET等一系列手段对其微观结构进行表征。结果表明表面活性剂SDBS的添加浓度有一最佳值（0.15 mol/L）。通过SDBS改性后的纳米钛酸锶粉体,其晶型结构没有发生改变,颗粒的形状为球形,平均粒径约为25 nm,粒度分布较窄,团聚现象也大为改善。     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。