石墨烯对Ag/AgCl电极水下电场探测性能的影响研究

利用石墨烯制备新型Ag/AgCl电极,开展其电化学性能及探测性能研究。通过对表面结构表征、电极极差、幅频响应、自噪声、极化曲线、吸水量和扫描振动电极等进行测试,分析石墨烯的加入及其含量对Ag/AgCl电极探测性能的影响规律。研究发现：相对于Ag/AgCl电极,石墨烯-Ag/AgCl电极极差稳定时间短、极差小、电化学性能好,适用于快速部署测量;石墨烯含量不同,对于改变Ag/AgCl电极与溶液界面接触性质有不同的作用机制：石墨烯含量为1%时主要表现在提高电极的孔隙率、增大比表面积;石墨烯含量为3%时主要表现在改善电极表面均匀性、加速溶液介质渗透。不同的作用机制是导致不同石墨烯含量Ag/AgCl电极电化学性能差异的主要原因。     

水合肼掺氮改性碳纤维电极电化学及电场响应性能

碳纤维表面氮掺杂改性可望提高其电化学性能和电场响应性能.以水合肼为氮源改性粘胶基碳纤维,制备新型海洋电场电极,并探究改性前后电极电化学性能以及电场响应性能变化.结果表明:改性碳纤维电极电化学性能以及电场响应性能显著提高;水合肼高温掺氮处理样品性能最佳,其比电容达到102.5 F/g,为空白组的18.99倍;电荷转移电阻...     

电接枝聚乙烯亚胺改性碳纤维电极电化学性能及其电场响应研究

碳纤维电极表面氨基改性可以显著提高其电化学性能和电场响应性能。通过高温氧化和电化学接枝相结合的方法,在碳纤维表面接枝不同分子量（0.6K、1.8K、10K）聚乙烯亚胺分子来调控电极/海水界面双电层结构。实验发现,长分子链之间因氢键更强的相互作用更容易穿插交叠,形成稳定双电层结构。结果表明：PEI-10K的性能最佳,其比电容达到12.8 F·g^-1,电荷转移电阻和低频容抗显著降低;配对电极的电位漂移量仅为0.05 mV/d,电极自噪声降为2.61 nV/sqrt(Hz),并且可以响应1 mHz、0.03 mV/m的低频弱电场信号;改性后碳纤维电极的响应灵敏度、准确度得到了显著提高,可用于制备高性能海洋电场传感器,提高水下电场探测能力。     

氨基酸改性碳纤维电极电化学及海洋电场响应性能

碳纤维表面引入含氧、含氮官能团,可提高其电化学性能和电场响应性能。将谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸作为含氧、含氮官能团载体,在碳纤维表面接枝一层分子膜,通过扫描电子显微镜、红外吸收光谱等手段进行表面表征,并结合循环伏安曲线、电化学阻谱和电场响应曲线等测试方法,探究其电化学性能和电场响应性能变化。结果表明,改性后碳纤维电极具有较大的双电层电容和较低的低频容抗;配对碳纤维电极电位差漂移量均在5 mV/d以下,电化学自噪声均小于5 nV/Hz;配对碳纤维电极能较好地响应1 mV、1 mHz正弦交流电场信号,其中谷氨酸改性组线性度为0.058%,在改性组中最低,这与其特殊的双电层结构有关。本研究可为高性能海洋电场传感器研究提供新的技术路线和理论依据。     

银-氯化银传感器的海洋电场信号检测性能

国外开发和装备了以固态银-氯化银电极为核心的电场传感器,用来检测海洋船舶极低频微弱电场信号,但是国内外对于银-氯化银传感器的海洋电场信号检测性能仅在文献中有零星提及。为此通过实验研究了银-氯化银电极自噪声、电极间极差电位及对微弱电场信号的响应性能。在海洋环境中,所选用的银-氯化银电极低频段电极自噪声性能良好,达到nV级水平,电极电位在24h内稳定在1mV左右。实验结果分析与验证试验表明:银-氯化银电极对船舶微弱低频信号响应特性良好,满足船舶海洋极低频微弱电场的探测的要求。     

碳纤维海洋电场电极探测机理和性能研究

基于提出的碳纤维电极对海洋电场探测机理模型,通过在信号放大器两端并联放电电阻,提高碳纤维电极对极差的稳定性,同时缩短稳定时间。建立了匀强电场,以评估不同大小的并联电阻对碳纤维电极对探测性能的影响。研究结果表明,输入电阻越小,电极对的极差越小和自噪声稳定越快;电极对极差稳定时间不大于2 h,稳定后的极差不大于0.1 mV,自噪声水平在1 Hz下处于2~5 nV/[KF(]Hz[KF)]之间。     

热处理对Ni-SiC镀层表面形貌和性能的影响

采用直流电镀、脉冲电镀和超声波-脉冲电镀方法制备Ni-SiC镀层,研究热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：经过200 ℃的热处理后,超声波-脉冲电镀法获得的镀层,其金属晶粒最细密,镀层表面更加光滑;热处理温度在300 ℃,直流电镀法、脉冲电镀法和超声波-脉冲电镀法制备的镀层显微硬度达到最大值,分别为884HV,902HV,915HV;超声波-脉冲电镀法制备的Ni-SiC镀层耐腐蚀性能最好,而直流电镀法制备的镀层耐腐蚀性能最差。     

含Cl-环境下温度及pH值对316LN耐蚀性能的影响

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究316LN在不同温度以及不同pH值的NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:随着温度的升高,钝化区间逐渐缩小,腐蚀电流密度增大,316LN的腐蚀越容易,温度对316LN有腐蚀促进作用;随着pH值的增大,钝化区间不断增大,腐蚀电流密度减小,钝化稳定性越来越好。     

热处理温度对AZ91D化学镀Ni-P镀层性能的影响

利用F106标尺仪、HVS-1000型显微硬度计和PS-16A型电化学测量系统,研究了镁合金AZ91D化学镀Ni-P的结合 强度、镀层显微硬度和极化性能。结果表明,镁合金化学镀镍层的P含量为6．68％(质量分数),与基体结合良好。随着从200 ℃到450℃退火热处理温度的提高,结合力呈现出先减小后快速增大,然后又减小的趋势,在350℃附近可达最大结合强 度3．7 MPa;随着热处理温度的提高镀层硬度先稍有下降而后持续提高,到400℃附近达到最大值825HV0．1／20,随后开始 下降;低于200℃的低温退火处理过程中,镀层的腐蚀电位Ecorr有所提高,高于200℃的退火过程中,腐蚀电位Ecorr和腐蚀电 流整体有下降的趋势。     

时效时间对ZA35-1.35Si-0.3Zr合金组织及电化学性能的影响

用金相显微镜、XRD、扫描电镜以及电化学工作站,研究不同时效时间对ZA35-1.35Si-0.3Zr合金组织和电化学性能的影响。结果表明:固溶时效处理可以有效减小ZA35-1.35Si-0.3Zr合金晶粒尺寸,提高其电化学性能;时效时间为6 h时,合金晶粒尺寸最小,第二相数量明显增多且颗粒细小、分布均匀;在6 h时效时间下合金的电化学性能最好,腐蚀电流密度比铸态ZA35-1.35Si-0.3Zr合金降低71.9%;时效处理ZA35-1.35Si-0.3Zr合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中电化学性能增强的主要原因是合金的容抗弧变大,极化电阻增加,腐蚀速率降低。     

碳酸氢钠改性Ag/AgCl海洋电场电极的研制及其性能

为提高Ag/AgCl电极性能,通过在粉压型Ag/AgCl电极中添加一定含量的碳酸氢钠(NaHCO3)发泡剂,利用电极在高温烧结成型过程中NaHCO3会发生分解反应产生CO2气体的性质,研制出高孔隙率的Ag/AgCl新型海洋电场电极.进一步基于综合热分析和称重法测试结果,研究NaHCO3-Ag/AgCl电极的制备工艺参数...     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

热处理温度对纳米Ni基电流变液微粒结构及性能的影响

研究不同温度热处理的纳米Ni基核壳微粒的结构以及由其组成的电流变液的性能,分析Ni基核壳结构微粒电流变液性能与处理温度以及所加载电场强度的关系。结果表明:不同温度热处理后微粒的远红外谱线、TEM图和XRD谱特征不同,同成分电流变液随微粒处理温度的提高,剪切强度减小;漏电电流密度呈现出相反的结果,处理温度越高漏电电流密度越小。     

微凹坑超声电解滚蚀加工间隙多物理场特性及成形规律

针对径向超声能场滚蚀微细电解加工（RUR-EMM）间隙物理场变化复杂、能观性较差等问题,基于数值模拟方法,对加工中间隙多物理场耦合作用及变化规律进行研究。建立加工间隙内电场、两相流场、温度场、声场等多场耦合理论模型,通过数值仿真分析得出多场耦合相互影响变化规律、多场耦合下凹坑成型规律。研究结果表明：在振动频率20 kHz、振幅10 μm、加工间隙50 μm、工具阴极旋转角速度0.6°/s、电解液电导率7.9 S/m工况下,超声能场激励微细电解加工中,间隙内电解液周期性流入、流出加工区;电流密度随振动周期发生周期性变化;电解液温度随超声激励与电化学反应的综合作用升高;与滚蚀微细电解加工相比,RUR-EMM间隙内温度上升3.63%、电流密度提高1.45倍,间隙脉动流场有效促进了产物排出,RUR-EMM凹坑深度最大增加14.21%;微凹坑加工试验结果验证了理论模型的正确性,仿真与实际加工试验深度误差在17.07%以内。     

工艺参数对电沉积钴镍合金镀层成分及耐磨性能的影响

利用电沉积技术在碳钢表面制备纳米晶钴镍合金镀层,并辅助超声波分散加机械搅拌,获得具有良好减摩性能的纳米晶、低微摩擦系数的钴镍合金镀层材料。研究了电流密度、温度、pH值等工 艺参数对合金镀层成分及耐磨性的影响。利用扫描电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量,通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能。结果表明,获得的合金镀层组织细密、结构均匀,工艺参数对合金层的微摩擦系数影响较大,在最佳工艺参数电流密度1.5 A/dm²、温度50 ℃、pH值为4.0时合金镀层的平均摩擦系数最小为0.18,合金具有较好的耐微摩擦磨损性能。