纯钛及其合金表面纳米多孔TiO2膜的制备研究

在含有HF酸和C rO3的电解液中,恒压直流阳极氧化法可以在TA 1和TC 4表面分别制备获得纳米多孔T iO2膜。各阳极氧化参数对于纳米多孔膜的宏观形貌、微观结构等都有着重要的影响。随着阳极氧化电压的增高,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值和氧化膜厚度也随之增大;随着氧化时间的延长,氧化膜的厚度在一定范围内不断增厚,当达到极限值后保持不变;在较高电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值明显增大;在较低电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值没有明显的变化。试验表明纳米多孔T iO2膜的生长过程强烈依赖于电场支持下电解液对钛基体的溶解过程(即场致溶解过程)。     

钛合金表面多孔TiO2制备及涂层结合强度改进

为了提高钛合金基体与Fe(吸波剂)/环氧涂层的结合强度,采用微弧氧化在钛合金表面制备一定厚度的二氧化钛多孔膜,之后浸涂Fe/环氧树脂涂料。分别研究了微弧氧化中电流、时间等实验参数对钛合金表面形貌和涂层结合强度的影响,并对所制备的氧化多孔膜在拉伸前后进行扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明:多孔TiO2膜的孔径随电流增大而减小,孔密度随电流增大而增大,随时间增加孔径增大,但时间不宜太长,涂层的结合强度随电流以及时间的增大都是先增大后减小,在3 A,4 min时达到最佳值33.62 MPa。     

高频感应辅助激光熔覆MCrAlY涂层的微观组织及其抗氧化性能

利用高频感应辅助激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了MCrAlY涂层,与激光直接熔覆制备的MCrAlY涂层进行对比研究。采用扫描显微镜、X射线衍射仪及能谱仪对涂层的微观形貌和组织结构进行了分析。结果表明,在高频感应辅助的作用下,涂层的温度场发生了改变,温度梯度降低,涂层中的Al元素有充分的时间上浮,在涂层表面形成了大量的Al2O3陶瓷相,使得涂层的抗氧化性能明显提高。同时,涂层的横截面呈现网状结构,其主相仍以γ-NiCo相为主,而Y元素在黑色区域为富集形态,可以净化晶界,减少由晶界产生内应力,改善涂层的成型性能。     

黄麻纤维表面原位沉积纳米SiO2工艺以及机理探究

采用超声-溶胶凝胶法在黄麻纤维表面原位沉积纳米SiO_2,通过红外光谱分析,微观形貌分析以及沉积量测试,讨论了不同工艺参数对纳米SiO_2沉积效果的影响。结果表明:随着正硅酸乙酯(TEOS)浓度或氨水浓度的增加,纳米SiO_2的沉积量逐渐增多,粒径逐渐增大;随着沉积温度的升高,纳米SiO_2的沉积量逐渐减少,粒径逐渐减小;与沉积温度为20℃相比,当沉积温度为60℃时,纳米SiO_2的沉积量减少了36.4%、粒径减小了37.8%;沉积时间主要影响纳米SiO_2的沉积量,对其粒径的影响不明显。通过实验探究了纳米SiO_2成核与生长的机理:黄麻纤维表面的孔隙结构为纳米SiO_2提供了成核位点;TEOS经过水解缩合反应形成短链交联结构,通过氢键或化学键沉积于黄麻纤维表面的孔隙中;短链交联结构经过成核与生长过程,逐渐形成纳米SiO_2颗粒。因此,通过对工艺参数合理地选择,可以调控纳米SiO_2在黄麻纤维表面成核与生长阶段的形貌与沉积量。     

不同电流密度对304不锈钢表面多孔铜层影响

在304不锈钢表面采用电沉积方法制备了多孔结构铜层,研究了不同电流密度对镀层微观形貌、厚度、孔隙率以及比表面积的影响。结果表明通过控制沉积电流密度能在304不锈钢表面获得颗粒状、树枝状和针状形貌的不同镀层;随着电流密度的提高而镀层厚度增大,但彼此不是线性关系,随着电流增加,镀层厚度增速变缓;镀层孔隙率随电流密度增加而增加,当电流密度达到6 A/dm~2后,镀层孔隙率维持在93%～96%之间;镀层比表面积随着电流密度的增加呈现先快速增加,然后缓慢增加趋势,10 A/dm~2条件下的镀层比表面积是4 A/dm~2的10倍。     

β-氢氧化镍结构及其复合电极电催化性能研究

采用沉淀转化法制备纳米结构β-氢氧化镍,用X射线衍射(XRD)、比表面仪(BET)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)等进行结构和形貌表征。结果显示,所得β-氢氧化镍呈片状和棒状的混合纳米结构,片层厚度约为35 nm,棒长为50~80 nm,且比表面积约为68 m2/g。用线性电位扫描对β-氢氧化镍与二氧化锰复合电极的电催化性能进行研究,发现含有10%M nO2/10%N i(OH)2的催化材料,在-0.7 V(vs.SCE)的极化电位下可获得约87 mA/cm2的电流密度,与单一的M nO2催化材料(约68 mA/cm2)相比有更佳的催化活性。     

银纳米线的合成及其透明导电膜的性能研究

采用溶剂热法制备银纳米线(AgNWs),通过控制实验过程中的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和硝酸银的比例及氯离子与银离子的摩尔比研究这些参数对AgNWs长度及直径的 影响。研究发现,当PVP与硝酸银的摩尔比为4.5∶1且氯离子与银离子的摩尔比为2∶85时,银纳米线具有较合适的长度及直径且在溶液中具有优越的分散性,适合于导电膜的制备。采用该参数银纳米线制备出的导电膜最高品质因子达到24,高于掺锡氧化铟(Indium tin oxide,ITO)薄膜的品质因子9,且具有较好的抗弯折性能。结果表明,银纳米线透明导电薄膜在有机太阳能电池(Organic photovoltain,OPV)和有机发光二极管(Orgnic light emitting diode,OLED)等柔性电子器件领域有很大的应用潜力。     

Ag/AgI/BiOI花状微球的制备及其光催化性能研究

采用微波辅助溶剂热法和光化学还原法制备了Ag/AgI/BiOI花状微球。用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜来表征产物的结构及形貌,通过N2吸附-解析等温曲线和紫外可见漫反射光谱来分析产物的比表面积和光吸收特性。结果表明:Ag/AgI/BiOI花状微球是由大量厚度约为50 nm的纳米片在空间放射状排列而形成的,当n Ag/AgI∶n BiOI=0.1∶1时,Ag/AgI/BiOI比表面积最大,对可见光吸收最强,对亚甲基蓝的光催化降解效率最高。结合金属-半导体的界面效应和半导体光催化材料的特性,提出Ag/AgI/BiOI的催化机理是一种基于表面等离子体共振效应的光催化降解反应机理。     

纳米CeO2/Zn复合粉末的高能球磨法制备与表征

采用高能球磨法制备了用于热浸镀锌的纳米C eO2/Zn复合粉末,并利用X射线衍射(X-ray d iffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoe lectron spectroscopy,XPS)、透射电镜(T ransm iss ion e lectron m i-croscopy,TEM)、扫描电镜(Scann ing e lectron m icroscopy,SEM)以及能谱分析(X-ray energy d ispers ive spec-trum,EDS)等方法,对复合粉末的显微结构、表面成分、晶粒大小、微观形貌以及元素分布进行了研究。结果表明,随着球磨时间的延长,纳米C eO2硬团聚体逐渐解聚,Zn晶粒不断细化,形成层片状复合粉末;球磨120 m in后纳米C eO2粒子分散良好,呈理想的单个均匀弥散分布状态包覆在Zn颗粒上形成近似球形的复合粒子,其粒径分布均匀。     

双组份导电剂对MnO2-AC混合型超级电容器单体性能的影响

采用阳极电沉积法制备出块状MnO2,对其热处理之后进行机械球磨处理制得MnO2粉末。通过改变乙炔黑(型号分别为HS100和G350)和碳纳米管的含量配比,制得一系列双组份导电剂复合MnO2正极,将其与活性碳负极组成MnO2-AC(活性碳)单体,并在0.5 mol/L的Na2 SO4中性溶液中进行了电化学性能测试和稳定性测试。结果表明,配比为5%HS100(或G350)+5%MWCNTs(碳纳米管)的二氧化锰超级电容器单体放电比容量最大,分别为20.38 F/g(HS100)和20.19 F/g(G350),并具有最小的串联等效电阻,分别为4 780 mΩ(HS100)和3 840 mΩ(G350)。在完成10 000个循环以后,其单体的等效串联电阻仍旧最小,分别为5 000 mΩ(HS100)和6 000 mΩ(G350)。另外,5HS100型乙炔黑综合性能优于G350型。     

有机凝胶先驱体转化法制备尖晶石型铁氧体MnFe_2O_4纤维

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶先驱体转化法成功制备出了纳米晶MnFe2O4铁氧体纤维.通过FTIR,TG-DTA,XRD,SEM和振动样品磁强计(VSM)对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物的物相、形貌以及纤维的磁性能等进行了表征.结果表明,当柠檬酸与金属粒子的摩尔比CA:Fe3+:Co2+=4;2:1和pH值等于4.5时形成的凝胶具有良好的可纺性,在凝胶形成过程中金属离子可能以单齿形式配位于柠檬酸根阴离子,形成了线型分子结构.所制得的纤维表面光滑、致密,纤维直径在1～20μm,长径比较大.600℃焙烧2 h后得到的Mn铁氧体纤维的晶粒粒径在12 am左右.随机分布的MnFe2O8铁氧体纤维在常温下的比饱和磁化强度为6.59 A·m2·kg-1,矫顽力为4.3 kA·m-1.