过渡金属氧/氮化物赝电容器电极材料的研究进展（英文）

法拉第赝电容器兼具二次电池高能量密度和超级电容器高功率密度的优点,而电极材料是决定法拉第赝电容器性能的关键。过渡金属氧化物/氮化物作为两种主要的赝电容器电极材料,能在提高能量密度的同时保持高功率密度。本文综述钌氧化物、镍氧化物、锰氧化物、钒氧化物、钴氧化物、铱氧化物等过渡金属氧化物和钛氮化物、钒氮化物、钼氮化物、铌氮化物等过渡金属氮化物的纳米结构设计和高比表面积复合材料制备的最新进展,为法拉第赝电容器电极材料的深入研究提供重要的借鉴意义。     

负载型钴钼金属氮化物的制备及其表面化学研究

采用等体积浸渍法结合NH3程序升温氮化技术,制备了一系列γ-Al2O3负载的Co/Mo金属氮化物催化剂。利用XRD、H2-TPR-MS和H2-TPSR-MS等手段,考察了Co/Mo金属氮化物催化剂及其氧化物前驱体的结构与表面性质;探讨了活性组分不同浸渍顺序制备的单、双金属氮化物的结构与表面性质差异;以NH3分解为探针反应考察了不同催化剂的反应性能差别。结果表明,活性组分的浸渍方式对催化剂的表面性质有重要的影响,共浸渍法制备的Co/Mo双金属氮化物由于其氧化物前驱体表面形成了CoMoO4相,有利于Co3Mo3N的生成。在NH3分解反应中,共浸渍法制备的Co/Mo双金属氮化物(0.56mol.g-1.h-1)比单金属氮化物和分步浸渍法制备的双金属氮化物具有更高的催化活性。     

钛中氘致裂纹的原位研究（英文）

采用热台显微镜(HSM)和压力-体积-温度(PVT)相结合的方法原位研究了钛在恒定温度及升温过程中的氘致裂纹(DIC)现象。结果表明:在550℃恒温吸氘(D2)过程中,钛片表面只出现很少的裂纹;而在由室温升温至550℃吸氘过程中钛表面出现了由边缘向中心部分扩展的环状裂纹。钛在升温过程中的形貌变化特征与"边缘进攻"模型符合;X射线光电子能谱(XPS)测试显示,由钛氧化物、碳化物和氮化物组成的钛表面钝化层在环状裂纹形成过程中发挥了重要作用。     

钛中氘致裂纹的原位研究

采用热台显微镜(HSM)和压力-体积-温度(PVT)相结合的方法原位研究了钛在恒定温度及升温过程中的氘致裂纹(DIC)现象。结果表明:在550℃恒温吸氘(D2)过程中,钛片表面只出现很少的裂纹;而在由室温升温至550℃吸氘过程中钛表面出现了由边缘向中心部分扩展的环状裂纹。钛在升温过程中的形貌变化特征与"边缘进攻"模型符合;X射线光电子能谱(XPS)测试显示,由钛氧化物、碳化物和氮化物组成的钛表面钝化层在环状裂纹形成过程中发挥了重要作用。     

真空渗氮的影响因素

正影响真空渗氮因素有:初始真空度、渗氮温度、渗氮时间、炉压、脉冲间隔、氨流量及冷却方式。(1)初始真空度。净化工件表面,除去表面氧化物、油脂及吸附气体,在1.33 Pa、500℃下,钢表面FeO和Fe_2O将转化为亚稳态氧化物蒸发,随之抽去。(2)渗氮温度。温度过高,渗层氮化物粗大;温度过低,氮化物形成少,渗层浅、硬度低。通常510～     

用激光制取纳米级氧化物和氮化物粉末

用大功率激光束辐照固体材料表面,同时吹入氧气,制取了 Al_2O_3,MoO_3,TiO_2及 SiO_2的纳米级粉末;吹入氮气,制取了 TiN 的纳米级粉末。相结构分析则表明:所制取的上述氧化物及氮化物粉末除 SiO_2为非晶态外,其余均为晶体材料。     

20钢表面多元共渗硬度的研究

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入C、N、O三种元素,在材料表面形成了厚且致密均匀的渗层.利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌,结果表明:渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,渗层厚度约50μm.显微硬度测量结果表明,相对于原始材料硬度提高了4倍,这在工业生产中有广阔的应用前景.     

露点切换对高强双相钢表面选择性氧化行为的影响

通过退火气氛的露点切换的方式,采用SEM、AES、XPS等手段研究了高强双相钢的表面选择性氧化行为。结果表明,在退火升温段炉气露点0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下,双相钢表面的氧化物数量远远少于升温段-15 ℃,等温段-70 ℃露点条件下的氧化物数量。钢板表面在升温段0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下氧很少,表面的氧化物类型发生改变。     

镍基高温合金K4169中夹杂物的特征及形成机理

采用真空感应熔炼法冶炼出镍基合金K4169,通过电解萃取结合原位SEM分析法研究夹杂物的物相组成、尺寸形貌及成分,并分析夹杂物的分布、来源及形成机理。结果表明:K4169合金中的单相夹杂物主要为氧化物、碳化物和氮化物(以TiN、Al2O3、SiO2、TiO2、SiC等为主),复合夹杂物主要有硅铝酸盐(Al2O3-SiO2、Al2O3-MgO)、钛的碳、氮、氧化物(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN)及金属复合氧化物夹杂物(Mo-Ni-Fe-O、Ni-Nb-O)。TiN多分布在Laves相周围;SiC多分布在棒材边缘;其余各类氧化物多见于棒材心部缩孔内部及周围。硅铝酸盐复合夹杂物由硅铝氧化物的单相夹杂碰撞形成;金属复合氧化物夹杂于凝固后期的偏析液中氧化析出;碳氮化物复合夹杂物的形成机理有两类:一类为自发形核(TiC-TiN、TiC-TiO2-TiN),另一类为以MgO-Al2O3为核心异质形核(TiN)。     

含Ti不锈钢中氮化钛夹杂的研究

TiN是含Ti不锈钢中的主要夹杂,其数量和分布与浇注方法密切相关,它在钢水中具有一定的上浮能力,并在上浮过程中逐渐长大。钢中夹杂形成的顺序为氧化物、氮化物和硫化物。     

AlNx and a-SiOx coatings with corrosion resistance properties for dental implants

Aluminium nitride thin films were deposited on titanium fixtures, while silicon oxide thin films were deposited on titanium fixtures and chromium-cobalt substrates, using the RF magnetron sputtering technique. Each coating showed different corrosion behaviours when electrochemical characterisations were made in a simulated biological environment, i.e. Hank's solution. Although aluminium nitride was more effective in reducing the localised corrosion on titanium implants, silicon oxide showed the best behaviour against general corrosion and results were consistent for the two kinds of substrates. Moreover the application of a SiO₂/AlN bilayer onto the Ti fixtures improved the performances of each separate coating. When the coated surfaces were compared to uncoated substrates, there was no statistically significant difference in cell viability in the response of two different human osteoblastic cell lines — Saos-2 and MG-63. Field emission scanning electron microscopy assessed the surface morphology of coated and uncoated samples, whilst Fourier transform infrared spectroscopy was applied to investigate the bonding structure of barrier layers on silicon samples. On the basis of the data obtained, we are of the opinion that the tested materials show some promising characteristics for the fabrication of novel dental implants with reduced ion release properties.     

低Ni/Cu比钢中铜的富集行为

采用热重分析仪和扫描电镜研究了不同加热温度和升温速率下Ni/Cu比为0.39的低Ni/Cu比含铜钢铜富集行为。研究结果表明:在1050～1300℃加热温度范围内,富集相以富Cu-Ni相和富Ni相为主,且以颗粒形式弥散分布于氧化皮内部或氧化皮与钢基体界面;除1250℃外,随加热温度升高,富集相中Ni/Cu比值逐渐增加,在1200℃和1300℃时,富集相仅为富Ni相。加热温度为1250℃时,升温速率不同,富集相的Ni/Cu比值和氧化皮与钢基体界面形态不同:采用5℃/min低速升温和15℃/min高速升温均有利于增加Ni/Cu比值,而采用10℃/min中速升温导致Ni/Cu比值偏低;增加升温速率,缩短加热时间,使氧化皮与钢基体界面更加平滑,有利于除鳞以改善钢材表面质量。对生产高表面质量低Ni/Cu比含铜钢而言,可采取低温加热或高温加热,将加热温度分别控制在1180～1220℃或者1280～1320℃;也可采用1220～1280℃中温加热,将弱氧化性气氛下分阶段步进梁加热炉的第三阶段升温速率控制在15℃/min左右。     

Microstructure of chromium nitride layer on stainless steel for polymer electrolyte membrane fuel cell separator

The microstructure of the chromium nitride layer formed on 316L Stainless Steel (SS) by electroplating Cr and subsequent thermal nitriding was investigated by electron microscopy. Thermal nitriding was carried out at a nitrogen partial pressure of 100 torr at 1100 °C for 2 h. The X-ray Diffraction (XRD) patterns showed that the structure of electroplated chromium was not crystalline and that the nitrided layer was composed of only hexagonal Cr₂N phase nitride. The nitride layer showed uniform and columnar-shaped grains of chromium nitride and contained many micro-pores that may have formed due to the volume difference between the amorphous chromium and the crystalline chromium nitride. Chromium oxide was also observed in the nitride layer. It was discovered that the number of micro-pores and oxide particles needs to be decreased in order to improve the interfacial contact resistance.     

钢坯在加热过程中的氧化机理及其研究综述

钢坯经加热炉加热后不可避免地会形成氧化铁皮，氧化铁皮不仅会对产品的外貌形态、表面质量以及尺寸精度等造成影响，还会降低非可再生资源的利用率，造成无形资产的浪费。为此，对钢坯在加热过程中的氧化机理、影响因素进行了总结，并展望了钢材氧化铁皮的控制及改性技术，为有效降低钢材的氧化烧损提供了改进方向。     

微波加热制备氮化钒工艺

以五氧化二钒或偏钒酸铵为原料,炭黑为还原剂,采用微波法研究氮化钒的制备工艺.探讨在还原时间为60 min,还原最高温度为933 K时,混合物配碳比、氮化温度、氮化时间、氮气的流量、混合物成形压力等因素对产物氮含量的影响.由一步法结果表明:在混合物成形压力为20 MPa,配碳比为35%,氮化时间为120 min,氮化温度为1723 K,氮流量为2 L/min,产物氮化钒的氮含量为12.6%,钒含量79.2%,碳含量4.6%,密度为4.5 g/cm3.经 XRD检测产物为纯氮化钒.同时与传统的电阻炉加热方式相比,微波加热缩短了反应和冷却时间,节省能耗,简化工艺,降低成本.     

微波法合成AlN纳米微粉

以胶体Ａｌ（ＯＨ）３作铝源，分别以碳黑纳米微粉以及热解碳和酚醛树脂作碳源，用微波加热的方法合成了纯度高达９８％以上的ＡｌＮ纳米微粉，用化学分析法、Ｘ射线衍射法、Ｘ射线小角散射法以及透射电子显微镜等检测手段对ＡｌＮ纳米微粉进行了表征，并分析了合成条件对ＡｌＮ纳米微粉的影响．     

微波法合成AIN纳米微粉

以胶体Ａｌ（ＯＨ）３作铝源，分别以碳黑纳米微粉以及热解碳和酚醛树脂作碳源，用微波加热的方法合成了纯度高达９８％以上的ＡＩＮ纳米微粉，用化学分析法，Ｘ射线衍射法，Ｘ射线小角散射法以及透射电子显微镜等检测手段对ＡＩＮ纳米微粉进行了表征，并分析了合成条件对ＡＩＮ纳米微粉的影响。     

钽表面渗氮层的氧化行为

进行了钽表面预先离子渗氮对其后续表面高温熔盐阳极化过程及性能影响的试验研究。发现钽表面预先离子渗氮并不改变其后表面阳极化处理的动力学过程控制步骤,但表面膜层生长速度减慢。膜层物相由钽的氧化物变为氮化物。膜层静态电阻率增大;致密性更好。表面粗糙度低,耐碱腐蚀性能提高。     

某些金属元素对Ag-Sn合金内氧化速度的影响

在0．4－0．6MPa氧压力,500和700℃下研究了某些金属元素对Ag-Sn合金内氧化速度的影响。还用SEM研究了Ag-6.5Sn-1.1Bi-0.6Cu合金内氧化层的微观结构。结果表明,氧化层厚度与时间成抛物线关系。添加金属元素对Ag-Sn合金的内氧化速度有明显的影响,易氧化的金属元素能加速Ag-Sn合金内氧化。氧化物以微细颗粒分布在银基体中,发现在晶界处有部分氧化物聚集,并且有2－5μm以某种氧化物为主的细小颗粒。     

用不同气氛和不同温度的氧化法制备氧化锌纳米线的研究

在不同气氛中和低于锌熔点的350～400℃温度下,在锌箔上用直接氧化法制备了氧化锌纳米线。研究表明,在400℃以下的空气中加热会形成低密度的氧化锌纳米线;在400℃空气中加热时,氧化锌纳米线的密度明显增大。当在氧气与氩气的混合气氛中于400℃加热时,氧化锌纳米线的密度也明显增大。混合气体的流量越大,氧化锌纳米线的密度越大,纳米线越直。氧化锌纳米线的晶体结构为六方晶体,直径为20～150 nm,长度为几μm至十几μm。用直接氧化法可在低温无催化剂条件下制备出纳米材料。