纳米多孔TiO2膜的晶化处理及其热稳定性研究

通过恒压阳极氧化法在HF酸和CrO3的混合电解液中，在纯钛TAl和钛合金TC4表面分别制备了纳米多孔无定型TiO2膜。研究了TAl和TC4表面无定型TiO2膜在空气中热处理的组织转变过程。TAl试样表面的纳米多孔TiO2膜在250℃左右出现锐钛矿相，480℃左右出现金红石相，在600℃左右锐钛矿相向金红石相的转变基本完成，孔结构在600℃左右基本消失；TC4试样表面的纳米多孔TiO2膜在310℃左右出现锐钛矿相，600℃左右出现金红石相，在680℃左右锐钛相向金红石相的转变基本完成，孔结构在700℃左右基本消失。TC4试样表面的氧化膜所含合金元素Al和V，对上述结晶转变温度和孔结构存在的最高温度的差别存在重要影响。     

微等离子体氧化制备TiO2薄膜的结构特性

利用微等离子体氧化方法在纯Ti金属表面生长出一层厚度达20μm的陶瓷氧化膜，并用X射线衍射、扫描电镜初步研究了氧化膜的组织结构和表面形貌。在不同电解质溶液条件下，得到3种不同类型结构组成的氧化膜：单一TiO2的锐钛型结构、TiO2锐钛型 金红石型的混合相结构、单一TiO2金红石结构。TiO2单一的锐钛型结构的氧化膜薄膜比较粗糙，TiO2金红石结构的氧化膜表面比较平滑，而混合相结构陶瓷膜的表面层为疏松的锐钛型结构TiO2，亚表层为金红石结构的TiO2。     

纯钛表面TiO2多孔膜的制备及其晶型研究

以硫酸为电解液,纯钛(TA1)为阳极,铜片为阴极,以恒压和恒流阳极氧化方式在钛表面直接获得锐钛型和金红石型TiO2多孔膜.采用X射线衍射仪对覆在钛基体上的阳极氧化膜进行了结构分析,研究了电压、硫酸浓度、阳极氧化时间和电流密度对TiO2多孔膜晶型的影响,并讨论了其形成机理.结果表明:在0.5 mol/L硫酸溶液中,恒压(≥80 V)或恒流(≥0.6 A)时出现锐钛相TiO2;恒压(≥100 V)1 min时即可出现锐钛相TiO2;恒压(≥150 V)或恒流(≥0.8 A)时出现金红石相TiO2.     

RF-PCVD法制备条件对纳米TiO2微晶的影响

采用高频等离子体化学气相沉积法(RF-PCVD)法,以TiCl4 O2为反应体系,制备出了纳米级的TiO2粉体。TEM、XRD等结果表明,颗粒基本呈球形,粒径小于100 nm。从模拟结果和实验结果可以看出:随着汽化温度升高,停留时间延长,二氧化钛颗粒粒度逐渐增大,同时金红石含量也增加。加入AlCl3晶型转化剂,有助于锐钛相向金红石相转化。     

HF-PCVD法TiO2纳米晶的粒径与晶型控制

以TiCl4和O2为反应体系，采用高频等离子化学气相沉积(HF-PCVD)法制备了晶化完整的锐钛和金红石混晶型TiO2纳米晶，球形体的晶粒分散性良好，分布较为均匀：研究了控制粒径大小和晶相组成的关键反应条件。XPS，TEM，XRD结果显示：增加TiCl4进料量、延长停留时间均利于锐钛相向金红石相转化，但粒径有所增大：添加A1C13使金红石相含量较未掺杂时有较大幅度提高，且粒径随掺铝量增加而减小。本实验条件下，TiO2纳米晶的粒径为25nm～60nm，金红石相含量在12．O％～53．6％间可控。     

用偏钛酸作原料制备纳米TiO2粉末以及颗粒相结构与光催化性能关系的研究

米用常温氨水水解TiOSO4过程中加入自制的表面活性剂制备了超细纳米TiO2粉末,用XRD,TEM和比表面仪对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小和比表面等进行了表征,研究了纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力。研究表明煅烧温度在400℃～800℃时得到的纳米TiO2粉末呈锐钛矿结构,粒径约为5．5nm～9．6nm,比表面积高达189．45m^2/g;在850℃煅烧后所得的纳米TiO2粉末为锐钛矿与金红石型混晶结构;在l100℃时得到的纳米TiO2粉末为金红石型纳米TiO2粉末,同时微粒出现团聚且粒径变大。光催化实验表明：纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,850℃煅烧1．5h所制得的混晶结构纳米TiO2粉末表现出较高的光催化活性。与国产商品纳米锐钛矿型TiO2相比,其降解甲基橙的速率约为国产商品纳米TiO2的1倍。     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

磁控溅射TiO2薄膜的相结构转变温度

利用射频磁控溅射制备了TiO2致密薄膜,并通过退火处理实现TiO2的相转变,采用扫描电镜,X射线衍射等手段对薄膜相结构进行表征并做了详细的分析,结果表明,退火后TiO2薄膜结构致密,表面呈现出大小均匀的纳米晶粒。400 ℃退火时,TiO2薄膜为单一的锐钛矿相,500～600 ℃退火时为锐钛矿和金红石混合相,700 ℃以上退火时则完全转变为金红石相。     

热氧化温度对TA2纯钛组织与耐蚀性的影响

对TA2工业纯钛进行不同温度热氧化处理.采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析热氧化处理试样截面组织,用EDS和XRD进行微区成分和物相分析;研究不同温度氧化处理试样的表层显微硬度以及浓盐酸中的耐腐蚀性,采用SEM观察试样腐蚀前后表面形貌.结果表明,热氧化后TA2表面形成了金红石型TiO2氧化膜,整个氧化层由金红石型TiO2氧化层、外扩散层和内氧扩散层构成.TiO2氧化膜厚度随热氧化温度升高而增加, 700 ℃以下增速很缓、超过700 ℃快速增厚;热氧化处理表层硬度亦随热氧化温度升高而提高.热氧化TA2试样在36%～38%HCl中耐腐蚀性明显改善,其中700 ℃热氧化处理的耐蚀性最优.     

电子束对Sol-gel法制备的TiO2的显微形貌和相变的影响

用Sol-gel方法制备了纳米级TiO2,用XRD分析了粉末的相结构和尺寸,并用原位TEM和SED技术详细分析了电子束对不同结构TiO2的影响.XRD结果表明:250℃以下干燥的样品为无定形TiO2,360℃和600℃热处理的样品由锐钛矿相组成,750℃热处理的样品由锐钛矿(体积分数30%)和金红石(体积分数70%)两相组成,当温度为950℃时,全部转变为金红石.在电子束照射下,除了110℃干燥的团聚体在短时间内未观察到锐钛矿和金红石相外,在250℃和360℃加热的样品中均观察到了金红石相,甚至全部为金红石相.颗粒尺寸增大,电子束对相变的影响减弱,600℃保温1 h的样品在电子束照射下短时间内未出现金红石相;然而当样品处于锐钛矿和金红石双相时,电子束又促进了金红石相的形成,这与氧缺陷的增加有关.此外,在电子束的照射下,无定形的TiO2样品中还出现了TiC相.     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃的析晶

为了研究ZrO_2含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃析晶特征的影响,采用传统的熔融-冷淬法制备了不同ZrO_2含量的玻璃试样.结果表明:在所研究的玻璃中,ZrO_2的最大溶解量在5.0%(质量分数,下同)左右,超过其饱和溶解度后将析出氧化锆相.玻璃样品在700 ℃处理发生非晶态的分相现象,分相区主要是氟元素的偏聚,而没有形成锆元素的偏聚.在不同氧化锆含量的玻璃中析出的晶体有氟云母和少量ZrO_2与莫来石相.ZrO_2加入量的提高有助于在低温下析晶,但ZrO_2含量的提高抑制了氟云母晶体的析出.随着玻璃中ZrO_2含量的提高,析出晶体从玫瑰花形向团簇状转变.     

添加Sn制备三元IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层

通过热分解法制备了含不同摩尔比SnO2的IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析和测试了所获涂层的晶体结构和表面形貌特征;通过强化寿命试验测试其耐腐蚀性能.结果表明涂层中出现固溶体、表面形貌呈密实结构有助于涂层耐腐蚀性能的提高.添加SnO2含量较高时可导致涂层中析出SnO2,并降低涂层耐腐蚀性能.     

EFFECT OF OXYGEN CONTENTS ON OXYGEN POTENTIALS OF H_2O-H_2 AND H_2O-H_2-INERTS GAS MIXTURES

By taking the effect of oxygen contents into account,a new set of formulae which representsthe oxygen potentials of H_2O-H_2 and H_2O-H_2-inerts gas mixtures has been derived.Classi-cal representation is only a particular case of it.Some of the variables affecting equilibriumatmosphere when trace oxygen is present and optimum preparation of the gas mixtures to min-imize errors have been discussed.The reliability of some of previous equilibrium experimentsunder the oxygen potentials controlled by H_2O-H_2 or H_2O-H_2-inerts gas mixtures has alsobeen criticized.     

EFFECT OF OXYGEN CONTENTS ON OXYGEN POTENTIALS OF H_2O-H_2 AND H_2O-H_2-INERTS GAS MIXTURES

考虑到氧的影响,本文导出一组H_2O-H_2及H_2O-H_2-惰气混合气体氧位新的表征式。经典表征式是该公式的特例。本文讨论了微量氧存在时对平衡气氛影响的各种因素以及减小误差的最佳配气条件,同时评价了某些用H_2O-H_2(或H_2O-H_2-惰气)混合气体控制氧位的平衡实验的可靠程度。     

Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极的研究

采用Pechini方法制备不同Sn含量的Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极,并运用SEM、EDX、XRD等分析手段和析氧电位、循环伏安、强化电解等方法对阳极的表面形貌、微观结构和电化学性能进行研究。结果表明,制备的氧化物涂层由(IrSn)O2固溶体和非晶态的Ta2O5构成,组成与名义成分基本一致。随着Sn含量的增加,氧化物涂层表面裂纹增多。Sn的加入使Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2氧化物阳极的析氧电位升高,稳定性降低。     

纳米CeO2改性渗Cr涂层在5%O2 - 0.1%SO2-N2气氛中的高温氧化

用Ni-CeO2复合电镀后包埋渗Cr的方法在低碳钢上制备了CeO2改性的渗Cr涂层.在900℃、含与不含0.1%SO2的5%O2+N2气氛中,与低碳钢渗Cr及镀Ni渗Cr涂层的氧化行为进行了对比研究,获得如下结果：（1）CeO2改性的渗Cr涂层抗高温氧化性能最好,低碳钢渗Cr涂层最差;（2）SO2促进了碳钢渗Cr及镀Ni渗Cr涂层的退化,而对CeO2改性渗Cr涂层的氧化影响不大.利用光学显微镜（OM）、X光衍射（XRD）、扫描电镜与能谱（SEM/EDAX）对氧化前后试样分析表明：CeO2通过细化改性渗Cr涂层晶粒以及改变渗层Cr含量,避免氧化膜/涂层界面附近由于Cr的贫化而析出Ni2Cr相,延缓α相向γ相的快速转变,来提高氧化膜的抗剥落性能;同时,CeO2还通过改变涂层氧化膜的生长机制降低了SO2对涂层抗高温氧化性能的影响.     

N_2O—C_2H_2火焰原子吸收分光光度法测定钨制品中的钇

本文研究了N_2O—C_2H_2火焰原子吸收分光光度法测定钨制品中钇的条件,拟定了分析方法.方法相对标准偏差1. 2%～3%,回收率95%以上.