新型层状化合物Ti2AlC在酸性溶液中的腐蚀行为

热压烧结得到高纯致密的Ti₂AlC块体.将Ti₂AlC在浓的和稀的HNO₃、HCl及H₂SO₄溶液中浸泡,得到试样的腐蚀速率及腐蚀类型.电化学方法测量试样在三种稀溶液中的腐蚀电位和腐蚀电流及动电位极化曲线.浸泡腐蚀实验发现,Ti₂AlC在酸中的腐蚀类型由点腐蚀发展到晶间腐蚀最后为剥蚀,腐蚀速率随着浸泡时间的延长而不断增大.其中在浓HNO₃中腐蚀速率最大,稀HCl的腐蚀速率最小.除H₂SO₄外,Ti₂AlC在浓酸溶液中的腐蚀率均大于其稀溶液.电化学实验表明,在稀HNO₃中自腐蚀电流最小,自腐蚀电位最大.稀H₂SO₄自腐蚀电流最大.在三种稀溶液中均出现钝化,其中稀H₂SO₄维钝区间最宽.     

SPS原位反应制备TiC/Ti2AlC/TixAly系复合材料的微观结构及其导电性能

以Al₄C₃、Ti和石墨混合粉体为原料, 采用放电等离子技术原位反应制备了TiC/Ti₂AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料. 利用XRD、SEM、TEM研究了复合材料的相组成和微观结构, HRTEM的观察结果显示复合材料的相界面清洁干净, 无非晶相存在. 同时研究了TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的原位反应烧结过程, 并对复合材料的导电行为进行了表征. 在室温时TiC/Ti₂AlC材料的电导率大于TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料,其中TiC/40vol%Ti₂AlC的电导率最高达到8.83×105S/m. TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的电导率均随温度的升高而下降, 呈现电导的金属性特征, 同时电导率随温度变化关系符合Arrhenius理论.     

纯钛离子氮化层在人工唾液中的耐蚀性

用浸泡法和电化学法研究了纯钛(TA2)基体材料及其离子氮化层在人工唾液中的腐蚀行为.浸泡法研究表明,试样随着浸泡时间的延长而增重,而离子氮化层增重明显减缓,其腐蚀速率远小于TA2基材;电化学法研究表明,离子氮化层的自腐蚀电位较TA2基材提高,而腐蚀电流密度和腐蚀速度减小.由失重法和电化学法得出一致结论,离子氮化处理提高了TA2在人工唾液中的耐蚀性.     

17-4PH不锈钢在不同浓度HCl环境中的电化学腐蚀行为

为了探明17-4PH不锈钢在HCl溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化和电化学阻抗测量了其在不同浓度HCl溶液中腐蚀性能,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等技术研究了锈层对腐蚀行为的作用机制.结果 表明:17-4PH不锈钢在HCl溶液中随着HCl浓度的增大,腐蚀电流密度(Jcorr)增大,锈层电阻和电荷转移电阻减小;当HCl浓度超过10％,腐蚀电流密度快速增加,15％ HCl溶液中的Jcorr比10％的增加1倍多.基于此,提出了2种不同的等效电路对17-4PH不锈钢的电化学阻抗谱进行了拟合.HCl溶液浓度小于等于10％时,17-4PH试样表面具有双锈层结构,其中,Cu元素富集在外层结构中;而浓度大于10％时为单一锈层结构.锈层的不同结构是腐蚀机制和性能产生差异的原因.     

用等通道转角挤压法制备的超细晶铜的腐蚀性能

超细晶铜具有较高的使用价值,过去对其腐蚀性能研究不多.将工业纯铜退火后,通过等通道转角挤压(ECAP)法挤压成超细晶材料,采用浸泡和电化学方法,结合扫描电镜表面分析技术研究了退火态纯铜和ECAP制备的块体超细晶铜在HCl水溶液中的腐蚀性能.结果表明:用ECAP法制备的超细晶铜结构致密,具有比退火态铜更高的自腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,耐腐蚀性能更强;在不同浓度HCl溶液体系中,超细晶纯铜的失重速率比退火态纯铜小;随着溶液浓度的降低和浸泡时间的延长,超细晶铜和退火态铜的失重速率均减小并趋于稳定;浸泡腐蚀2周后,与退火态铜易发生局部晶间腐蚀相比.超细晶纯铜的均匀腐蚀占主要优势.     

Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金添加不同含量Co后在HCl溶液中的腐蚀行为

添加合金元素可提高非晶合金的耐蚀性.对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金添加Co,采用电化学极化曲线和浸泡腐蚀法研究所制备的Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)块体非晶合金在不同温度1 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,探讨添加Co元素提高Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金耐蚀性的机理.结果表明:Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox块体非晶合金在298 K的1 mol/L HCl溶液中都具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出明显的钝化特征,随着Co元素含量的增大其耐蚀性能逐渐增强,非晶合金的自腐蚀电位高于不锈钢,自腐蚀电流密度比不锈钢小1个数量级;在313,333 K的1 mol/L HCl中浸泡腐蚀失重,随Co含量增大,非晶合金耐蚀性增强.     

磁场对AZ31B镁合金在2种浓度NaCl溶液中腐蚀特性的影响

为了研究磁场对AZ31B镁合金在2种不同浓度的NaCl溶液中腐蚀行为的影响,采用COMSOL分析磁场在电化学反应体系中的磁场强度分布,考察了磁场环境对AZ31B镁合金在0.1 mol/L和1.0 mol/L NaCl溶液中动电位极化和电化学阻抗的影响.结果 表明:通过仿真加入400 mT平行磁场后,镁合金表面磁场强度分布不均匀.在0.1 mol/L NaCl溶液中施加400 mT平行磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,点蚀数量减小,镁合金在低浓度NaCl溶液中的腐蚀速率被抑制.在1.0 mol/L NaCl溶液中施加400 mT磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位负移,腐蚀电流升高,点蚀数量增加,连接在一起并出现钝化膜破裂,镁合金在高浓度NaCl溶液中的腐蚀速率得到提高.     

电解液性质对TiO2纳米管阵列形貌及生长机理的影响

采用电化学阳极氧化法在纯钛片表面制备出了结构整齐有序的TiO₂纳米管阵列, 主要研究了电解液的性质、浓度以及氧化时间对TiO₂纳米管阵列形貌的影响, 并对不同电解液中TiO₂纳米管阵列的形成机理进行了初步探讨. 结果表明：在不同浓度的HF酸电解液中均可制备出规则、均匀的TiO₂纳米管阵列, 管径均匀, 表面平整, 但是纳米管的长度均较短, 约为300～350nm. 在高浓度HF电解液中, 同时获得了规则的纳米管阵列和纳米棒阵列. 在0.5wt% NaF和1mol/L Na₂SO₄中性电解液中也可以制备出表面光洁、排列整齐有序的TiO₂纳米管阵列, 纳米管长度明显长于HF酸电解液中获得的纳米管阵列, 达到了700nm, 但是阵列的表面平整度较差. 在乙二醇+0.6wt% NH₄F+2vol% H₂O有机电解液体系中可以制得超长的TiO₂纳米管阵列, 管径在150nm左右, 管长可达6μm.     

固相反应法制备Nd:YAG透明陶瓷

以Y(NO₃)₃和NH₃·H₂O为原料,并在Y(NO3)3溶液中添加少量(NH₄)₂SO₄,采用沉淀法制备出化学组成为Y₂(OH)₅(NO₃)·nH₂O的先驱沉淀物.先驱沉淀物在1100℃下煅烧4h,得到了平均粒径为60nm的氧化钇原料粉体.Y₂O₃粉体与Al₂O₃、Nd₂O₃超细粉球磨混合后,采用固相反应工艺,经1700℃真空烧结5h,制备出透明的Nd:YAG陶瓷,同时对Nd:YAG透明陶瓷的光学性能进行了研究.     

304不锈钢在钻井废弃液中的腐蚀行为

目前针对钻井废弃液中材料的腐蚀研究尚属空白。采用浸泡腐蚀试验、电化学阻抗谱(EIS)、动态极化曲线、扫描电镜(SEM)研究了304不锈钢在钻井废弃液介质中浸泡不同时间后的腐蚀情况。结果表明:浸泡腐蚀初期(5~10 d),试样的腐蚀电流密度显著增加,对应的自腐蚀电位和极化电阻减小,耐腐蚀性能变差;而随着浸泡时间的延长(10~30 d),腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,腐蚀减缓;浸泡30~90 d期间,极化电阻、自腐蚀电位显著增加;整个浸泡腐蚀期间试样表面的保护膜层处于生成-破坏-自修复的动态变化中,这使得304不锈钢的耐腐蚀性能较好,浸泡腐蚀90 d后的试样表面生成了较为均匀的保护膜。     

热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极性质研究

研究了热分解法制备的Ti/SnO₂十Sb₂O₃/PbO₂电极性能以及该电极在硫酸溶液中作阳极使用的电化学特性. ESEM实验结果表明,所制备的锡锑中间层表面致密有序,能有效阻止新生态氧向基体扩散,延缓了绝缘的TiO₂层生成.循环伏安曲线表明在析氧过程中,电极表面的组成会发生改变.所制电极在电流密度为4.0A/cm²、60.0℃、1.0mol/LH₂SO₄溶液中作阳极使用时其寿命可达30h.     

酸对合成二氧化钛介孔材料的影响

以硫酸和乙酸为酸度调节试剂,采用Sol-Gel过程和水热处理结合,在没有添加任何表面活性剂作模板剂的条件下,通过钛酸丁酯（TBOT）在酸性体系中的控制水解和自组装制备TiO₂介孔材料.产物采用XRD、N₂吸附-脱附等温线、TG-DSC进行分析表征.通过选择酸的种类和控制酸的浓度,添加配位抑制剂TEA减缓Ti的水解速率,可合成介孔纯TiO₂材料.使用硫酸（H₂SO₄∶TBOT＝1∶1,摩尔比）和TEA制备出比表面积为176m²/g,孔容为0.222cm³/g,平均孔径约5nm,孔径分布窄,热稳定性较好的TiO₂介孔材料.     

高透光率Nd:YAG透明陶瓷的制备与性能研究

以Y(NO₃)₃·6H₂O、Al (NO₃)₃·9H₂O、(NH₄)₂SO₄和Nd(NO₃)₃为原料, NH₄HCO₃为沉淀剂, 以TEOS作为添加剂, 采用共沉淀法制备出Nd:YAG前驱体粉体; 前驱体经过1200℃煅烧5h后, 得到分散性好, 颗粒近似球型、纯YAG立方相的Nd:YAG纳米粉体, 其平均粒径约为100nm. 煅烧后的粉体压制成素坯, 在1700～1800℃煅烧10h, 可获得透光性良好的Nd:YAG激光透明陶瓷, YAG晶粒的平均尺寸为15μm, 晶界处和晶粒内没有杂质、气孔存在, 无散射中心. 1.5mm厚的样品在近红外波长为1064nm处透过率为83.5%, 基本接近于透明Nd:YAG晶体的理论值.     

适用于微型燃料电池扩散层的多孔硅的可控制备工艺研究

多孔硅以其多孔结构及大的表面体积比等特点被认为是可在基于MEMS技术的微型燃料电池中代替碳 纸、碳布作为扩散层的材料. 本文考虑传统碳纸、碳布作为扩散层的要求, 并结合多孔硅材料的特点, 选用n<100>(0.04～0.15 Ω·cm)单晶硅进行了多孔硅制备工艺的研究; 考察了腐蚀液的浓度、电流密度和氧化处理时间对多孔硅的孔隙率、孔深度及氧化速率 的影响, 实现了多孔硅的可控制备. 孔隙率为40%、孔径为350～700nm、厚度为60μm的多孔硅膜电极经循环伏安测定, 在0.5mol/L H₂SO₄溶液中, 表现出与碳纸相近的电活性, 显示了潜在的应用价值.     

Al13低温合成尖晶石和尖晶石氧化锆复合材料

以［AlO₄Al₁₂(OH)₂₄(H₂O) ₁₂］⁷⁺（简写为Al₁₃）溶液为铝源, 采取湿化学的方法合成尖晶石及尖晶石氧化锆复合粉体. 采用²⁷Al NMR、DSC-TG、XRD和FTIR等研究前驱体结构、反应过程及微结构演变. 将氯化镁、氢氧化钠混合研磨后加入Al₁₃溶液中, 得到由Mg₆Al₂CO₃(OH)₁₆·4H₂O 和 β-Al(OH)₃组成的前驱体, 经过600℃煅烧形成尖晶石, 更高温煅烧产物仍为尖晶石单相. 以Al₁₃、MgCl₂·6H₂O和ZrOCl₂·8H₂O为原料制备的前驱体经600℃煅烧, 同样获得尖晶石和四方相氧化锆. Al₁₃粉末和尖晶石氧化锆复合粉体的FTIR谱显示, 归属于［AlO₆］的吸收谱带由608cm^-1移至 601cm^-1, 归属于 ［AlO₄］ 的吸收谱带由761cm^-1 移至 723cm^-1. 前驱体中形成的AlOMg键合是以Al₁₃为铝源合成尖晶石和尖晶石氧化锆复合粉体具有低温合成的主要原因.     

纳米Ti0.8Cr0.2OxNy粉体的制备与表征

以沉淀法制备的纳米TiO₂/Cr₂O₃复合粉体为原料,采用氨解法在800℃、氮化8h制备了纳米Ti_0.8Cr_0.2O_xN_y粉体。对纳米TiO₂/Cr₂O₃复合粉体和合成的氧氮化物粉体用俄歇电子能谱(AES)、氮吸附比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针显微分析(EPMA)等方法进行了表征。结果表明:沉淀法可以制备出组成均匀的纳米TiO₂/Cr₂O₃复合粉体,该复合粉体在800℃氮化8h可得到粒度为20～30nm的纯立方相Ti_0.8Cr_0.2O_xN_y纳米粉体,其比表面积达4674m²/g。     

以铝为助剂结合放电等离子烧结制备Ti3SiC2

以铝为助剂结合放电等离子烧结工艺,在较低温度下快速制备出高纯致密Ti₃SiC₂块体材料,掺加适量铝能加快Ti₃SiC₂的反应合成,提高制备材料的纯度,并促进Ti₃SiC₂晶体的生长和材料的快速烧结致密,在升温速率为80℃/min,z轴压力为30MPa时,材料制备的最佳温度为1200～1250℃,所制备材料经XRD、SEM和EDS分析表明不含TiC和SiC等杂质相,Ti₃SiC₂为5～25μm的板状结晶。     

3Ti/Si/2C/0.2Al粉体在空气中燃烧合成Ti3SiC2

采用机械活化的3Ti/Si/2C/0.2Al单质粉体为原料,在空气中发生自燃反应,成功地合成了Ti₃SiC₂基材料. 采用XRD、SEM和EDS等手段,分析了合成产物的相组成和微观结构特征. 结果表明,机械合金化3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体,不仅细化了粉体颗粒,而且产生严重的晶格畸变,从而明显提高了粉体的反应活性. 把机械活化的粉体暴露在空气中,会发生剧烈的燃烧反应,并引发自蔓延反应,合成Ti₃SiC₂,冷却后变成多孔块体产物. 燃烧产物由Ti₃SiC₂、TiC和微量氧化物组成. 产物中Ti₃SiC₂含量约为83wt%. 产物表层比较致密和均匀,而内部则粗糙且多孔. 产物的表面是以Al₂O₃和TiO₂为主相的氧化膜,氧化物颗粒大小约为2~4μm. 氧化膜厚度约为5~10μm,比较致密. 内部为Ti3SiC2和TiC材料,板条状Ti₃SiC₂晶粒长约20~40μm,宽约2~4μm,发育完善. 粒状TiC晶粒大小约为3μm.     

ZrO2对NiO/CeO2/γ-Al2O3复合催化剂结构的影响

以Ni(NO₃)_2·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、ZrOCl_2·8H₂O和Ce(NO₃)_3·6H₂O为原料,采用共沉淀法分别制备了NiO/CeO₂/γ-Al₂O₃和NiO/CeO₂-ZrO₂/Al₂O₃催化剂.通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和近边X射线吸收精细结构（XANES）等方法对催化剂的组成结构进行表征.结果表明,煅烧温度高于600℃时,NiO/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂中的NiO与γ-Al₂O₃载体发生作用,形成NiAl₂O₄尖晶石;而NiO/CeO₂-ZrO₂/Al₂O₃催化剂中,NiO能够稳定存在,没有NiAl₂O₄尖晶石生成,且Al₂O₃与CeO₂和ZrO₂作用形成一种新的Zr_0.30Ce_0.45Al_0.25O_1.87固溶体.