表面粗糙度对RP-3裂解结焦的影响

针对高温下合金中Ni元素对燃料裂解结焦的催化作用,本工作主要研究表面粗糙度对RP-3航油裂解结焦的影响。通过采用不同目数砂纸逐级打磨,制备出不同粗糙度的镍基合金系列样片。在此基础上,采用化学气相沉积方法,制备了不同粗糙度的TiN涂层片。采用自制的常压高温裂解结焦的连续流动式反应器,定量分析了表面光洁化处理对RP-3航油裂解结焦的影响,并结合SEM、Raman光谱对不同粗糙度的镍基合金和TiN涂层表面焦炭进行定性分析。结果表明:镍基合金片表面光洁化处理能够有效降低表面结焦,RP-3在800 ℃下裂解1.5h时,样片结焦量因表面粗糙度降低由4.375 mg·cm~2减少至0.901 mg·cm~2,粗糙度越低,催化生焦活性越差,焦炭的石墨化程度越低。而TiN涂层表面结焦量随表面粗糙度的增加变化较小,对比得出镍基合金片表面光洁化处理影响结焦的主要原因是减少了金属催化活性中心。     

316L不锈钢表面预氧化处理的抑焦效果研究

为了抑制金属表面的催化结焦,本文系统研究了预氧化处理对316L不锈钢表面元素迁移、相组成和微观结构的影响,并通过环己烷常压高温裂解实验探讨了预氧化处理对表面结焦的影响。实验结果表明,随着氧化温度的升高,金属基体中元素迁移加剧,金属表面Mn、Cr元素含量逐渐增加,Fe、Ni元素含量逐渐减少,金属表面的颗粒逐渐长大,氧化温度为900℃时,金属表面形成一层厚度约为2.5μm的致密氧化膜;随着氧化温度的升高,金属表面结焦量逐渐降低,丝状焦炭逐渐减少,900℃氧化后的试样表面几乎没有丝状焦碳生成,焦炭的石墨化程度较低,结焦抑制率达到78%。     

电化学方法在钛表面制备Co-YSZ/HAp纳米复合涂层

采用复合电沉积和电泳沉积两步法在钛基体上制备了Co-YSZ/HAp纳米复合涂层, 与只采用电泳沉积法在钛基体上制备纳米HAp单一涂层进行了比较研究.采用场发射扫描电镜、X 射线衍射和能量散射谱对复合涂层的微观形貌, 纳米HAp外层表面形貌, 晶相, 复合涂层的断面形貌及元素组成分布进行分析研究. 通过粘结-拉伸实验测定了涂层与基体的结合强度, 结果表明, Co-YSZ/HAp 纳米复合涂层与钛基体的结合强度明显高于纳米HAp 单一涂层与钛基体的结合强度, 说明复合涂层具有更好的力学性能.     

X射线荧光光谱法测定废塑料表面涂层中8种元素的含量

采用X射线荧光光谱法测定废塑料表面涂层中8种元素的含量。考察了样品杯、基材以及金属涂层中元素效应对检测结果的影响。P、Si、Fe、Pb、Al、Cu、Cr和Ni的测定范围在0.002%~52.0%之间,检出限在0.000 2%~0.000 8%之间。采用本方法测定废塑料样品表面涂层中元素含量,结果与ICP-AES测定结果一致,测定值的相对标准偏差(n=7)小于1%。     

水热温度对SiC-C/C复合材料表面水热电泳沉积MoSi2抗氧化涂层的影响

采用水热电泳沉积法和固相渗透法在C/C复合材料表面制备了MoSi2/SiC复合抗氧化涂层。分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜和等温静态氧化实验对复合涂层的晶相组成、显微结构和抗氧化性能进行了表征。主要研究了水热电泳沉积温度对MoSi2外涂层显微结构及高温抗氧化性能的影响,重点分析了涂层试样在1500℃和1630℃下的静态氧化行为及失效机理。结果表明:外涂层主要由MoSi2和少量MoO3晶相组成。外涂层的致密程度、厚度及抗氧化性能随着水热温度的升高而提高。MoSi2/SiC复合涂层具有较好的抗氧化和抗热震能力,在1 500℃下有效保护基体320 h同时经历17次1 500℃与室温之间的热循环后,氧化失重率仅为1.07%;在1630℃下氧化88 h后失重率为2.17%。复合涂层在1 630℃下的氧化失效主要是由于经过长时间氧化后SiO2玻璃膜层不能及时有效填补涂层中的缺陷,涂层试样在热循环过程中产生了贯穿性的孔洞导致的。     

电沉积铁族薄膜的磁性圆二色研究

采用循环伏安法在GaAs(100)单晶表面电沉积了铁族金属单质薄膜. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, Fe族金属薄膜的晶粒较小, 薄膜平整度较高。通过X射线衍射(XRD)谱分析了Fe, Co, Ni在GaAs(100)晶面上的外延生长. 使用磁光克尔效应装置研究了Fe族金属薄膜的宏观磁性, 用同步辐射圆偏振软X射线测量了铁族单质磁性薄膜的吸收谱, 获得了X射线磁性圆二色谱, 并通过加和定则计算了磁性薄膜中Fe族金属原子的轨道磁距和自旋磁矩.     

有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶的软模板合成及其表征

报道了在有序介孔碳基体中一步合成负载Fe、Co、Ni纳米晶的方法. 以间二苯酚和甲醛为碳源, F127为模板剂, Fe、Co、Ni的硝酸盐为前驱体, 通过软模板组装路线在酸性条件下合成了负载型有序介孔碳复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附等手段对所合成材料进行了表征. 结果表明: 合成的材料具有类似于SBA-15的有序介孔结构, 有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶复合材料的比表面积分别为586、626和698 m²·g^-1. XRD和TEM表征结果证实了金属物种以高分散纳米晶的形式分布在介孔碳基体中.     

Ti/TiO_2纳米管阵列/PbO_2-Pr电极制备及在电氧化有机废水中应用

以二氧化钛纳米管阵列(TiO_2NTs)为基体,利用脉冲电沉积的方法将Pr掺杂的PbO_2修饰到TiO_2NTs管中,制备出新型电极材料Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr用来降解有机废水。通过循环伏安测试(CV)和线性伏安法(LSV)等手段对电极性能进行评估,研究表明,新型电极材料Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr具有高的电催化活性。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对其进行表面形貌、晶形结构和元素组成进行研究。结果表明,通过脉冲电沉积成功将Pr-PbO_2沉积到TiO_2纳米管中,其中元素Pr是以Pr_2O_3形式存在。亚甲基蓝降解实验证明,Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr电极降解120min后亚甲基蓝的去除率高达99.8%。     

碳纤维表面羰基铁的原位生长及吸波性能

以Fe(CO)5为前驱体,通过金属有机化学气相沉积(MOCVD),在碳纤维(CF)表面构筑厚度为纳米级的羰基铁(CI)壳层,通过改变沉积温度,调控核壳粉体的形貌结构和吸波性能。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对粉末的结构及电磁性能进行表征并对其吸波性能进行研究。结果表明:随着沉积温度升高(210~240℃),沉积到CF表面的羰基铁颗粒互相“吞并-融合”,此时CF-CI形成了完整的薄膜包覆型核壳结构;沉积温度太高时(270℃)会造成CF表面羰基铁壳层形貌的恶化。通过调节沉积温度,在纳米尺度上可以有效调控CI壳层的形貌,从而调节CF-CI核壳粒子的电磁性能。以核壳形貌及吸波性能为考察指标,最终确定最佳的沉积温度为240℃。以沉积温度为240℃时所获样品的电磁参数,模拟计算出涂层厚度为0.9 mm时,小于-10 dB的吸波带宽最大为4.6 GHz(13.4~18 GHz);涂层厚度为2.0 mm时,反射率达到最小值为-21.5 dB;厚度为0.9~3.9 mm时,在2~18 GHz均能实现吸波强度低于-10 dB。     

CdTe/CdS共敏化TiO2电极材料的制备与光电性能

将电沉积法和化学浴沉积法结合,分别将CdTe和CdS量子点纳米晶材料引入到TiO_2纳米管阵列上制备CdTe/CdS量子点共敏化TiO_2光电极。利用扫描电镜、X射线衍射和X射线能量色散光谱等测试手段对所得样品的形貌、晶型和组分进行表征。在模拟太阳光照射条件下,通过电化学工作站测试其光电化学性能。研究结果表明,相对于单一量子点敏化CdS/TiO_2和CdTe/TiO_2光电极而言,共敏化CdTe/CdS/TiO_2光电极表现出更好的光电转化性能,短路电流密度和光电转换效率分别可以达到3.1 m A·cm~(-2)和1.85%。此外,采用电化学阻抗测试技术对材料性能提升的原因进行深入的探究。     

羟基磷灰石/氧化铁复合涂层的制备及其诱导骨生长的生物活性

用电泳沉积法制得羟基磷灰石/壳聚糖/氧化铁(HA/CS/Fe2O3)复合涂层,经700 ℃烧结处理得到HA/Fe2O3复合涂层。 通过SEM、EDS、XRD、FT-IR、电化学和万能材料试验机等对复合涂层的表面形貌、物相组成、抗腐蚀性和结合强度进行了表征和测试,最后采用1.5SBF浸泡法对复合涂层的生物活性进行了评价。 结果表明,当悬浮液中的HA、CS与Fe2O3质量比为100∶100∶1时,所制得的HA/Fe2O3复合涂层表面粗糙,抗腐蚀性强,具有良好的诱导骨生长生物活性,基体与复合涂层结合强度可达27.5 MPa。     

高频脉冲沉积微晶Ni-20Cr-Y2O3ODS合金涂层

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面上沉积了含弥散Y2O3氧化物的纳米级MGH754 ODS合金微晶涂层, 涂层与基体具有冶金结合. 在1 000℃静态空气中100 h恒温氧化实验结果表明:微晶化和添加弥散氧化物促进了涂层中的铬选择氧化形成Cr2O3, 并提高了表面氧化膜的黏附性, 改善了不锈钢抗高温氧化性能.     

频脉冲沉积微晶Ni-20Cr-Y_2O_3ODS合金涂层

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面上沉积了含弥散Y2O3氧化物的纳米级MGH754 ODS合金微晶涂层, 涂层与基体具有冶金结合. 在1 000℃静态空气中100 h恒温氧化实验结果表明：微晶化和添加弥散氧化物促进了涂层中的铬选择氧化形成Cr2O3, 并提高了表面氧化膜的黏附性, 改善了不锈钢抗高温氧化性能.     

退火温度对TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜光电性能的影响

采用水热法在FTO上制备(001)高活性晶面主导的TiO_2纳米片薄膜,利用循环伏安法在TiO_2纳米片薄膜上沉积CdSe颗粒,制备了TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜。分别在150、250、350、450℃,氩气保护气氛中对样品进行退火。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计以及电化学工作站对不同温度退火后的TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的微观形貌、晶体结构、光电化学性能进行表征和测试。结果表明:六方相CdSe纳米颗粒均匀包覆在TiO_2纳米片表面,直径30 nm左右;随着退火温度的升高CdSe纳米颗粒长大,形成光滑的CdSe薄膜,且晶化程度提高;TiO_2纳米片表面的Se元素与Cd元素发生氧化;TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜对可见光的吸收光谱发生红移,禁带宽度逐渐减小。光电化学性能测试表明随着退火温度的升高,TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的光电流密度显著提高,开路电压减小,但由于SeO_2和CdO的出现,导致填充因子减小,影响光电转换效率的提高。在本实验条件下,TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的最佳退火温度为150℃,填充因子为0.77,光电转换效率达到3.12%。     

水热沉积电压对ZrSiO4抗氧化涂层显微结构及抗氧化性能的影响

以硅酸锆粉体为原料,异丙醇为溶剂,碘为荷电介质,采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料基体表面制备了硅酸锆外涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对涂层的晶相结构和微观形貌进行表征。研究了水热电泳沉积电压对涂层的显微结构及高温抗氧化性能的影响,并分析了涂层试样在1 773 K下静态空气中的氧化行为。结果表明：电泳沉积电压在160~200 V范围内,复合涂层的致密程度、厚度及抗氧化性能随着沉积电压的升高而提高。但沉积电压过高(220 V),复合涂层中出现微裂纹等缺陷,此时涂层的抗氧化性能下降。沉积电压控制在200 V时所制备的复合涂层可在1 773 K静态空气中有效保护C/C复合材料332 h,氧化失重率仅为0.2%,相应的氧化失重速率稳定在48.3 μg·cm^-2·h^-1的极低水平。     

纳米二氧化硅对镍电沉积影响及在复合镀层中的化学键合状态

用线性扫描伏安法和电位阶跃法研究了n-SiO2/Ni复合电刷镀体系的电化学响应,探讨了纳米颗粒的影响;用X射线光电子谱研究了复合镀层中n-SiO2/Ni颗粒表面与基质金属间的相互作用．结果表明纳米颗粒使金属沉积过电位显著降低,电流效率、金属成核率及晶体生长速度增加,纳米颗粒对金属镍电结晶有明显的催化效应;n-SiO2/Ni表面氧的不饱和化学键与表面扩散过程中吸附态金属Ni原子键合形成Ni-O键,纳米颗粒与基质镍以化学键方式结合．     

衬底温度对射频溅射CeO2薄膜微观结构的影响

为了通过射频溅射金属Ce靶与CeO2靶能得到相同结构、相同性能的CeO2薄膜,采用射频反应磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积CeO2薄膜,通过调控基体温度,分析其对薄膜成分、结构、形貌的影响规律,分别采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜对薄膜结构性能进行表征.结果表明:在沉积温度为600℃下,溅射金属Ce靶制...     

TiN和TiC涂层对碳氢燃料裂解结焦的影响

采用化学气相沉积(CVD)法,在304型不锈钢管道内壁分别沉积了TiN和TiC涂层,并采用SEM、EDS、金相显微镜和热冲击等方法对其进行了性能表征和测试。结果表明,两种涂层均匀致密,TiN涂层厚度为7.24μm,TiC涂层为11.52μm,且均具有良好的结合强度。为评价涂层抑制结焦效果,选用某碳氢燃料A,采取程序升温法进行超临界裂解实验,当反应管前后压差超过1 MPa时停止实验,结果表明,304空白管由于严重结焦,在650℃只运行了180 s;而TiC和TiN涂层管分别在780℃运行了275和1560 s。通过压差、产气组成和积炭微观形貌的综合分析表明,TiN、TiC涂层均呈现出优良的抑焦效果,且TiN涂层抑焦效果更优。     

镍-镧合金的电沉积及其晶化行为与析氢性能

在尿素-溴化钠熔体中电沉积Ni-La合金,考察了合金的沉积行为和阴极电流密度对合金组成和表面形貌的影响。结果表明,镧与镍经过诱导共沉积形成Ni-La合金;随着阴极电流密度的增加,镀层中镧含量先升高后降低（在15 mA·cm^-2条件下达到最高）,镀层表面微粒变大。用热分析技术和X射线衍射研究了Ni89.7La10.3合金的晶化行为,该合金在镀态时呈非晶态结构,在446.1℃热处理后的镀层晶化生成面心立方Ni-La相（Fm3m）。采用电化学技术研究了该镀层的电催化析氢性能,实验证实Ni89.7La10.3合金的电催化析氢性能优于镍。     

溅射AlY涂层对不锈钢热腐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射法在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备Al Y涂层,并对部分涂层进行600℃真空扩散退火和预氧化处理,研究了不锈钢和具有不同状态Al Y涂层的不锈钢的热腐蚀行为。结果表明:不锈钢以及涂层试样的腐蚀动力学近似服从抛物线规律;24 h腐蚀后,不锈钢试样增重最大,涂层试样增重比不锈钢试样小,三种涂层试样中,增重从大到小依次是:未处理的涂层试样、真空扩散退火试样及预氧化试样。不锈钢在Na2SO4盐膜下腐蚀24 h后,形成了以Cr2O3和Ni O为主,及少量Fe2O3的氧化膜;在不锈钢表面溅射Al Y涂层并经过适当的预处理,促进了表面Al2O3及Cr2O3保护膜的形成,抑制了基体金属的氧化,提高了不锈钢的热腐蚀抗力。