难熔金属含氧酸盐电化学解离-合金化短流程绿色工艺

针对难熔金属传统冶金流程长、能耗高和污染重的问题,介绍了以难熔金属含氧酸盐(如CaTiO3, NaVO3, Na2CrO4等)中间体直接熔盐电解(液态阴极)制取合金的短流程新过程。以熔点低、可溶、可电离的难熔金属含氧酸盐为电解反应物直接实现难熔金属的合金化,构建冶金?材料一体化的熔盐电解新体系,是缩短流程和实现冶金资源“快速成材”的创新路径。新过程弃用污染性工艺,环境友好,符合高效绿色冶金原则,有潜力成为一种普适性新方法。     

超重力条件下电沉积金属镍的结构与性能

在超重力垂直于电极表面的情况下,研究超重力场对水溶液金属电沉积镍箔的组织结构和性能的影响,利用原子力显微镜(AFM)和x射线衍射仪(xRD)对沉积镍箔的表面形貌和晶体结构进行观察.结果表明:超重力场下的镍箔晶粒细化,表面更平整,当重力系数为354时,表面粗糙度由常重力下的20.9nnl降低到4.9rim;并且随着重力系数的增加,沉积镍箔的晶体结构从有择优取向结构转变为无特定的择优取向结构.力学性能测试表明,当重力系数为354时,沉积镍箔的硬度和抗拉强度分别达到HV 898和944 MPa,比常重力下分别提高了HV604和646MPa.     

超重力方向调节电沉积镍箔表面形貌和力学性能

在电场方向与超重力方向相同和相反条件下电沉积制备金属镍箔.利用扫描电镜和原子力显微镜对镍箔表面形貌和粗糙度进行了表征, 并测试和对比了各种重力条件下电沉积镍箔硬度和拉伸强度.结果表明, 在超重力场作用下电沉积镍箔表面变得更加致密、平整, 晶粒细化, 粗糙度明显降低.特别是, 当超重力与电场方向相反(电极C)时, 镍箔表面更为平整致密.当超重力方向和电场方向相同(电极B)时, 镍箔的HV硬度可达839, 抗拉强度可达944 MPa, 性能优于电极C镍箔片, 且远高于常重力条件下电沉积镍箔HV硬度的294和抗拉强度298 MPa.      

超重力冶金:科学原理、实验方法、技术基础、应用设计

超重力显著增大两相间的重力差,可用于加速固?液、液?液、液?气高温黏稠混和体的相分离速度;超重力具有定向性,避免搅拌等技术产生的熔体湍流返混,可用于深度脱除金属液中细小夹杂物;超重力条件下固?液界面张力微不足道,可容易实现微孔渗流;超重力条件下进行结晶凝固,按结晶顺序实现固?液分离,可用于制备梯度材料;超重力加速固?液分离,可细化凝固组织晶粒,但对非共晶熔体也易产生宏观偏析。将超重力技术应用于冶金及材料生产过程中,有望解决高温冶金和材料制备的一些难题,如复杂矿冶金渣有价组分的分离提取、冶炼渣中金属液的分离回收、多金属的熔析结晶分离、复杂矿直接还原铁的渣?金分离;在高端金属材料方面,应用超重力技术,有望解决近零夹物金属材料的精炼除杂难题,提高梯度功能材料、金属?陶瓷复合材料、多孔金属材料、器件材料表面电沉积修饰的制造水平。此外,在材料科学研究方面,超重力凝固可作为一种材料基因组高通量制备方法。      

锻模模块的挤压铸造模具设计

挤压铸造近年来得到较大的发展，正在成为制造模块的有效方法。给出了挤压铸造锻模模块的实用模具结构、工艺参数和应用效果。该模具的凸模和凹模均采用组合结构，设有冷却水道。为适用于无下顶料装置的通用液压机，模具设置了自动复位的下顶料装置。模具寿命满足生产要求。挤压铸造的模块内部无空洞。试验表明，对4Cr5W2SiV，5CrMnMo，5CrNiMo，3Cr2W8V等模具钢的挤压铸造，压力超过150MPa即可消除挤压铸造缺陷，并获得完全的细晶组织，挤铸钢的力学性能基本达到锻钢水平。     

二维MXenes材料制备技术进展

二维MXenes材料具备高比表面积、优良导电性、结构及表面官能团可调等优点,在能源存储、催化、传感器、可穿戴设备及生物医学等领域上表现出极大的应用潜力。MXenes一般通过选择性刻蚀MAX相中的A层原子来制备,其成分和性质主要由前驱体MAX及刻蚀方法所决定。基于此,本文首先综述了前驱体MAX成分结构对于MXenes性质影响；其次,列举了常用的刻蚀技术,主要分为氟酸刻蚀和无氟刻蚀等；最后,结合MXenes发展趋势,阐述了MXenes制备技术所面临的挑战和变革方向。     

Electrochemical preparation of V<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> from NaVO<Subscript>3</Subscript> and its reduction mechanism

Vanadium trioxide (V₂O₃) was directly prepared by NaVO₃ electrolysis in NaCl molten salts. Electrolysis products were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The existing state and electrochemical behavior of NaVO₃ were also studied. The results indicated that V₂O₃ can be obtained from NaVO₃. VC and C were also formed at high cell voltage, high temperature, and long electrolysis time. During electrolysis, NaVO₃ was dissociated to Na⁺ and VO₃ ^? in NaCl molten salt. NaVO₃ was initially electro- reduced to V₂O₃ on cathode and Na₂O was released simultaneously. Na₂CO₃ was formed due to the reaction between Na₂O and CO₂. The production of C was ascribed to the electro-reduction of CO₃ ^2?. VC was produced due to the reaction between C and V₂O₃.     

超重力场电沉积镍箔及其机械性能

在超重力条件下电沉积镍箔,考察了超重力对镍箔沉积的电流效率、槽电压和单位能量消耗的影响,并对所制镍箔的表面形貌和晶体结构及机械性能进行了表征. 结果表明,随着重力系数G和沉积电流密度的增加,镍箔晶粒有细化的趋势. 所得镍箔抗拉强度由常重力(G=1)时的933 MPa增加到G=443时的1190 MPa,硬度则由224 Hv增加到375 Hv. 超重力条件下(G=111),随着沉积电流密度由0.1 A/cm2增加至0.4 A/cm2,镍箔的抗拉强度和硬度分别由1054 MPa和285 Hv增加为1121 MPa和331 Hv.     

化学镀铜表面烷基膦酸自组装单分子膜的制备及表征

通过脉冲恒电位强化技术,在新生的化学镀铜样品表面上制备了烷基膦酸自组装单分子膜,测试了自组装单分子膜的电化学和谱学特性,以及润湿性变化规律。结果表明在1%烷基膦酸溶液,脉冲恒电位强化制备的自组装膜腐蚀电流较空白样品下降了98.4%,反应阻抗值相应增加,其自组装膜抑制了铜电极腐蚀反应的阳极过程,使得控制步骤由氧的扩散转变为界面电荷转移;FT-IR检测证实了样品表面成功组装了烷基膦酸单分子膜,脉冲恒电位强化处理的对应吸收峰相对较大;接触角测试间接印证了烷基膦酸已组装成膜,样品表面的润湿性由亲水性转为疏水性,脉冲恒电位强化处理后自组装单分子膜的接触角θ增加了39°,说明脉冲恒电位强化使组装膜更为致密。