尿素-NaBr低温熔盐中Fe2+和Sm3+的电化学行为及其诱导共沉积

利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法 ,研究了尿素$CNaBr熔盐中Fe2 +在Pt,Cu ,Ag及Ti电极上的电化学行为 ,获知Fe2 +电还原为金属铁是一步不可逆过程 ,扩散系数为 2 74× 10 - 6cm2 ·s- 1 ,交换电流密度为 2 6 8× 10 - 5A·cm- 2 。使用循环伏安曲线和断电后的放电曲线研究熔体中Sm3 +的电化学行为 ,表明Sm3 +难以单独沉积 ,但通过加入Fe2 +可以诱导其共沉积。在Cu基体上进行恒电位和恒电流电解 ,得到Sm含量高于 90 % (质量分数 )的Sm Fe合金膜 ;发现Sm含量与阴极电位、电流密度以及SmCl3 /FeCl2 的摩尔比有关。用电镜研究了不同电解方法及钐含量对Sm$CFe合金表面的影响     

在乙酰胺-尿素-NaBr-KBr熔体中电沉积纳米Zn-Sb合金

应用循环伏安法研究Zn(II)和Sb(III)在乙酰胺-尿素-NaB r-KB r熔体(343 K)中的电还原.实验表明,Zn(II)和Sb(III)各自还原为金属都是不可逆过程.Zn(II)+2 e→Zn和Sb(III)+3 e→Sb的传递系数分别为0.231和0.319,Zn(II)和Sb(III)在熔体中的扩散系数分别为1.70×10-6和3.21×10-6cm2.s-1.在乙酰胺-尿素-NaB r-KB r熔体中,调节沉积电位和ZnC l2∶SbC l3(摩尔浓度比),得到Zn含量从29.67%变化到97.34%(by at.ratio)的纳米Zn-Sb合金膜.扫描电镜观测Zn-Sb膜的形态,Zn-Sb沉积膜颗粒大小均匀,粒径在50 nm左右.     

酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Co合金的研究

在353K的乙酰胺 尿素 NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,测得α为0.23和D0为1.25×10-6cm2·s-1;Tb(Ⅲ)不能单独还原为Tb,但是可以被Co2+诱导而共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Tb Co合金;Tb的含量随阴极电位的负移、Tb3+ Co2+摩尔比增大及电解时间延长而增大,Tb的最大含量可达83.91wt%。Tb Co合金膜经高温晶化后用X射线衍射分析其组成为(TbCo3)12R。     

Ni掺杂Co-Mg-Ce合金膜的制备、表征及耐蚀性能研究

为了改善Co-Mg-Ce合金膜中镁、铈含量较低现象,本文主要研究了在Co-Mg-Ce合金膜中添加Ni元素后合金膜的组成及耐蚀性能的改善情况。首先利用线性扫描技术研究Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在Cu电极上的电化学行为,结果表明Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在氯化胆碱-尿素熔体中发生一步不可逆反应,然后利用恒电位技术在不同Ni含量的镀液中沉积Ni-Co-Mg-Ce四元合金膜,并利用SEM、EDS和XRD等技术对所得合金膜进行表征,研究发现,由于Co、Ni的共同诱导作用,Ni-Co-Mg-Ce四元合金膜比Co-Mg-Ce三元合金膜中的Mg、Ce元素含量多;当镀液中Ni(Ⅱ)浓度为0.02 mol·L~(-1)时,镀层晶粒细致均匀且Ce含量最高,合金膜中各元素多以化合物形态存在。对合金膜进行Tafel测试,利用外推法得出合金膜在NaCl溶液、NaOH溶液中的自腐蚀电流与电位,结果表明Ni-Co-Mg-Ce四元合金膜在中性及碱性条件下有良好的耐腐蚀性。     

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Ni合金的电化学制备

熔盐电解法制取稀土合金功能材料具有低成本等优点.本文选取353 K的乙酰胺-尿素-NaB r熔体,应用循环伏安法研究镍于该熔体(含0.063 mol.L-3N iC l2)、Pt、Cu电极上的还原.实验表明,N i(Ⅱ)+2 eN i(0)是一步完全不可逆反应,测得在Pt上N i(Ⅱ)的传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.63×10-5cm2.s-1,Cu上α=0.22,D0=6.05×10-7cm2.s-1.以Cu作基体,Gd(Ⅲ)于该熔体不能单独还原为Gd(0),但可以被N i(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位法电解得到的Gd-N i合金,Gd(0)的含量随电解电位、Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比及电解时间的变化而变化.控制电解电位为-0.75 V,Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比为1∶1,电解20 m in.所得合金膜是非晶态的.     

在二甲基亚砜中电化学制备铈钴合金

利用循环伏安法和恒电位电解法研究了室温下在二甲基亚砜中铈钴合金膜的电化学制备.结果表明,二甲基亚砜中Ce(Ⅲ)在Pt电极上的还原反应为一步完全不可逆反应.控制沉积电位在-2.10V～2.30V,利用恒电位电解得到表面平滑,附着力好,铈含量为37wt%～45wt%的铈钴合金膜.     

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Eu-Co合金的电化学制备

利用循环伏安法,研究证明在80℃的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co（Ⅱ）还原为金属Co是不可逆过程,Eu（Ⅲ）不能单独还原为Eu,但可以被Co（Ⅱ）诱导而共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Eu-Co合金,Eu的含量随阴极电位的负移,Eu（Ⅲ）/Co（Ⅱ）摩尔比增大及电解时间延长而增大。     

熔体旋淬合金Zr_(0.9)Ti_(0.1)(Ni,Co,Mn,V)_(2.1)的微结构与电化学性能

对比研究了熔体旋淬和常规熔铸合金Zr0 .9Ti0 .1(Ni,Co ,Mn ,V) 2 .1的微结构和电化学性能 .XRD分析表明 :熔体旋淬合金在退火前后的晶体结构和铸态合金一样 ,均为面心立方结构 ,由LaveC15相组成 ;并且随旋淬速度的增加 ,旋淬合金中的非晶成分越多 .电化学测试表明 :旋淬合金有较好的活化性能 ,但其最大放电容量较低 ,小于 2 80mAh/g ;而退火后的旋淬合金需经 30次循环才能完全活化 ,其最大放电容量皆为 34 0mAh/g左右 ,高于铸态合金和退火前的旋淬合金 ;在电流密度为 30 0mA/g下进行充放电循环 ,发现退火后的旋淬合金循环稳定性明显高于铸态合金电极 ,并且随旋淬速度的增加 ,循环稳定性越好 ,经过 80 0次循环后 ,退火后的 4 0m/s合金容量保持率高达 85 % ,容量衰减率只有 6.9%     

二维多层PtRu/PtNd纳米薄膜的结构效应及电催化氧化活性

采用离子束多靶溅射技术控制膜层结构制备出二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜作为微型直接甲醇燃料电池(DMFCs)阳极催化电极材料. 应用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、掠入射X射线衍射(GIXD)研究了薄膜表面的化学状态、形貌以及薄膜表层、次表层和体相的结构,并用CO-stripping伏安法、循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、计时电流法(CA)等电化学方法测试薄膜催化剂的电化学活性比表面积及其对甲醇的电催化氧化. 结果表明, 多次交替沉积制备的PtRu/PtNd薄膜, 由于溅射产生的Pt+、Ru+和Pt+、Nd+之间的相互作用, 使薄膜表面的化学状态和膜层结构发生变化, 其衍射谱峰呈现异常宽化, Pt与Nd之间产生电子转移, 证实了PtRu/PtNd纳米合金薄膜是一种具有特殊膜层结构和电子结构的二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜, 电化学活性比表面积高达115.00m2 ·g-1, 在酸性溶液中电催化氧化甲醇的活性显著提高.     

混合稀土对A_2B_7型储氢合金结构和电化学性能的影响

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.83-0.5x(Pr0.1Nd0.1Sm0.1Gd0.2)xMg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1(x=0~1.66)储氢合金,并在He+Ar气氛和1 173 K下进行退火处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法,研究了混合稀土(Pr,Nd,Sm,Gd)替代La元素对合金物相结构和电化学性能的影响。合金相结构分析表明,混合稀土含量对合金组成和相结构有重要的影响,随混合稀土含量x的增加,合金中主相A2B7型(2H-Ce2Ni7型+3R-Gd2Co7型)相丰度逐渐增多,其中2H-Ce2Ni7型相丰度先增多后减少,3RGd2Co7型相丰度则逐渐增加,主相晶胞参数随x增加而减小。电化学结果表明,随混合稀土含量增加,放氢平台压逐渐升高,合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈先增大后减小的规律,其中x=0.4合金电极具有最高的电化学放电容量(389.8 mAh·g-1)和最佳的循环寿命(S100=91.30%);合金电极的高倍率放电性能(HRD)则随x的增加获得显著提高。适量的混合稀土替代量可显著改善合金电极的综合电化学性能。     

二甲基甲酰胺中电沉积制备钐钴合金

稀土;恒电位电沉积;柠檬酸;二甲基甲酰胺中电沉积制备钐钴合金     

半导体Si上电沉积Cu-Co颗粒膜及其巨磁电阻效应

采用电化学沉积方法在半导体Si上制备Cu-Co金属颗粒膜. XRD测试结果表明制备态的薄膜形成了单相亚稳态面心合金结构, 薄膜经退火后, XRD谱图中出现了析出的纯金属Co的衍射峰, 这表明薄膜在退火过程中发生了相分离. TEM测试结果也进一步证实了磁性的Co颗粒从非磁性的铜基体中析出. 随着退火温度的增加, 颗粒膜巨磁电阻(GMR)效应不断增大, 当退火温度为450 ℃时, Co0.20Cu0.80薄膜的巨磁电阻效应达到最大, 磁阻率为8.21％. 之后, 磁阻率又随退火温度的升高而降低. 退火前后样品磁滞回线的变化表明薄膜中发生了从超顺磁性到铁磁性的转变, 矫顽力、剩余磁化强度和饱和磁化强度均随退火温度的增高而逐渐增大. 超顺磁性颗粒的作用导致了GMR－H与M－H曲线的不同.     

退火处理对新型无镁Y0.7La0.3Ni3.25Al0.1Mn0.15储氢合金结构和电化学性能的影响

通过电弧熔炼制备了无镁La-Y-Ni系A₂B₇型Y_0.7La_0.3Ni_3.25Al_0.1Mn_0.15合金, 并在高纯0.2 MPa Ar气氛下分别对合金进行850~1050 ℃真空24 h退火热处理. 通过X射线衍射(XRD)、 中子衍射(ND)、 扫描电子显微镜/能量分散谱(SEM/EDS)和电化学测试方法研究了退火温度对合金结构和性能的影响. 结构分析表明, 铸态合金由CaCu₅, Ce₅Co₁₉, Gd₂Co₇, Ce₂Ni₇多相构成, 随着退火温度升高, CaCu₅, Ce₅Co₁₉, Gd₂Co₇相逐步减少直至消失, Ce₂Ni₇主相相丰度逐步增加. 900~950 ℃退火时, 合金为单相Ce₂Ni₇结构. 退火温度继续升高, 合金中出现少量PuNi₃相. 合金电极的最大放电容量随着退火温度的升高先增加后降低. 从铸态的307.6 mA·h/g增加到900 ℃退火时的最大值393.1 mA·h/g, 后又降到1050 ℃退火时的366.4 mA·h/g. 合金电极的电化学循环稳定性随退火温度的升高而升高, 循环100次后电化学容量保持率(S₁₀₀)从铸态的66%上升到1050 ℃退火后的88.5%, 900~950 ℃退火时, 合金电极具有较好的综合电化学性能.     

基片温度对LiCoO2薄膜结构与电化学性能的影响

采用射频(RF)磁控溅射技术制备了用于全固态薄膜锂电池的非晶态和多晶LiCoO2阴极薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积温度对LiCoO2薄膜结构和形貌的影响,并研究了高温退火后薄膜的电化学性能.研究结果表明,随著基片温度的不同,薄膜成分、表面形貌以及电化学行为有明显差异.室温沉积的薄膜很难消除薄膜中Li2CO3的影响,经过高温退火处理后也无法形成有效的多晶LiCoO2薄膜,而150℃沉积的薄膜经过高温退火后形成了有利于锂离子嵌入的多晶LiCoO2结构,薄膜显示出了较好的电化学性能.     

耐蚀Zn-Al合金材料的组合材料芯片方法优选

应用组合材料芯片方法, 通过离子束溅射法制备了全组分范围的Zn-Al薄膜样品阵列. 沉积得到的多层薄膜经370 ℃扩散处理2 h形成合金薄膜. 通过扫描俄歇能谱仪(AES)、X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对样品的成分、结构和形貌进行表征. 结果显示, 在低温退火后, 合金薄膜成分均匀, 结晶良好, 表面致密. 材料芯片上的样品在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中的极化电阻测试结果表明, 对于全组分的Zn-Al合金薄膜, Al摩尔分数在87%附近的成分具有最高的极化电阻值.进一步的实验发现, 在83%-86%这一较宽的摩尔分数区间内, 极化电阻值均保持在105 Ω·cm-2以上, 比传统热镀锌镀层的极化电阻高1个数量级.     

A heterometallic porous material for hydrogen adsorption

Two kinds of heterometallic complexes, {[Sm2(L)6Co2][Co(H2O)6].3H2O}n (Sm-Co) and {[Sm2(L)6Zn3(H2O)6].1.5H2O}n (Sm-Zn) (H2L=oxydiacetic acid), were synthesized under hydrothermal conditions. In Sm-Co, each L chelates to one Sm3+ center and bonds to two Co2+ ions in an anti-anti configuration. Sm and Co atoms are arrayed alternatively and connected by O-C-O bridges to form a cubic octahedral cage as the secondary building unit. Consequently, topological NaCl nets with high symmetry in the cubic space group Fdc have been constructed. It is interesting to note that Sm-Co contains interesting 2-fold interpenetrating 3D hydrogen-bonding supramolecular networks while in Sm-Zn each L adopts a syn-syn configuration to link two Zn2+ ions. Carboxylate groups bridge adjacent Sm and Zn atoms to create two kinds of metallocycles, Sm2(COO)4Zn2 and Sm6(COO)12Zn6, to be further assembled into a highly ordered 3D nanotubular structure. Sm-Zn represents the largest porous material among the heterometallic coordination polymers and the first example in the investigation of hydrogen adsorption. Sm-Zn possesses hydrogen storage capacity of up to 1.19 wt % at 77 K and 0.54 wt % at 298 K, respectively.     

High-temperature ferromagnetism in Co-doped CeO2 synthesized by the coprecipitation technique

The aim of the present study is to check the influence of annealing under vacuum and a mixture of N(2)-H(2) atmosphere on the magnetic properties of polycrystalline Co-doped CeO(2) diluted magnetic oxides (DMOs) with Co concentrations of 5 at% synthesized using the coprecipitation technique. X-Ray diffraction (XRD) patterns and transmission electron microscopy (TEM) showed for all samples the expected CeO(2) cubic fluorite-type structure and that Co ions are uniformly distributed inside the samples. Room-temperature Raman and photoluminescence (PL) spectroscopies indicate an increase in the concentration of oxygen vacancies upon Co doping and further annealing. Field dependent magnetization measurements revealed a paramagnetic behavior for as-prepared Co-doped CeO(2), while a ferromagnetic behavior appears when the same samples are annealed under vacuum or N(2)-H(2) atmosphere. Temperature dependent magnetization measurements suggest that the observed ferromagnetism is due to the presence of metallic Co clusters with nanometric size and broad size distribution. These results are supported by electron paramagnetic resonance studies.     

Al-induced crystallization of amorphous ge and formation of fractal ge micro-/nanoclusters

Results on Al-induced crystallization of amorphous Ge (a-Ge) deposited by vacuum thermal evaporation techniques under thermal annealing in N(2) atmosphere are presented in detail. The a-Ge crystallization and fractal Ge pattern formation on the free surface of annealed Al/Ge bilayer films deposited on single-crystal Si (100) substrates were investigated by using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), and Raman spectra. It is found that the temperature field effects play an extremely crucial role in a-Ge crystallization and fractal Ge formation process. The open branched structure of fractal Ge clusters in Al/Ge bilayer films was effectively prepared by Al-induced crystallization when they were annealed at 400 °C for 60 min. These films with fractal Ge clusters exhibit charming noninteger dimensional nanostructures, which differ from those of conventional integer dimensional materials such as one-dimensional nanowires/nanorods, nanotubes, nanobelts/nanoribbons, two-dimensional heterojunctions, thin films, and zero-dimensional nanoparticles. The SEM image shows that a big Al grain was found located near the center of a fractal Ge cluster after the films were annealed at 400 and 500 °C for 60 min. This suggests that the grain boundaries of polycrystalline Al films are the initial nucleation sites of a-Ge. It also validates the preferred nucleation theory of a-Ge at triple-point grain boundaries of polycrystalline Al at the interface. This discovery may be explained by the metal-induced nucleation (MIN) mechanism.     

NixPb1-x nanowire arrays: effects of annealing

Ni(x)Pb(1-x) nanowire arrays were successfully fabricated by AC electrodeposition within the nanopores of ordered porous alumina films prepared by a two-step anodization. Transmission electron microscopy analyses showed that the Ni-Pb nanoarrays are polycrystalline with dimension uniformity around 20 nm in diameter and lengths up to several micrometers. X-ray diffraction results revealed that the face-centered-cubic (fcc) Ni and fcc Pb peaks are detected when the Ni component (x) is below 0.71, indicating that the Ni(x)Pb(1-x) nanoarrays do not form metastable phase alloy. Hysteresis loops determined by vibrating sample magnetometer indicated that the Ni(x)Pb(1-x) nanoarrays obtained possess obvious magnetic anisotropy, and the perpendicular coercivity was lower than that of pure Ni nanowries before and after annealing. Annealing under magnetic field was carried out to examine the effect of a magnetic field on magnetic properties using an electromagnet field up to 0.3 T.     

不同的烧结工艺对Sm-Co2:17型高温磁体性能的影响

采用中频感应熔炼法制备了Sm(Co0.79Fe0.09Cu0.085Zr0.032)7.95合金,采用传统烧结工艺,在1200～1240℃烧结1 h,1165～1190℃固溶处理3 h,快速风冷淬火后在840℃保温12 h,以0.4℃.min-1的冷速冷却至420℃,保温10 h,最后随炉冷却。磁体经过加工后,采用不同的磁性测试手段对磁体进行测试。结果表明,磁体的剩磁随烧结温度的升高而增大,矫顽力最好的工艺为1230℃烧结1 h,然后在1180℃固溶3 h。将此工艺制备的磁体采用中国计量科学院NIM-500C超高温永磁测量仪测试,磁体在773 K时的最大磁能积为10.94 MGOe,高于已经报道的同Z值的2∶17型永磁体。磁体的磁滞回线通过振动样品磁强计(VSM)测得,室温下Br=10.5 kGs,Hcj=30.21 kOe,(BH)max=25.60MGOe;773 K时磁体Br=7.45 kGs,Hcj=6.02 kOe,(BH)max=9.85 MGOe。剩磁温度系数α=-0.0624%.℃-1,矫顽力温度系数β=-0.169%.℃-1。