去合金化工艺对纳米多孔铜纯度的影响

采用腐蚀去合金化方法制备纳米多孔铜材料。研究了固溶时间、腐蚀时间及腐蚀温度对纳米多孔铜表面形貌及残余Mn含量的影响。研究表明：由于固溶时间的延长,合金成分越来越均匀化,去合金化后所得纳米多孔铜的残余Mn原子分数降低。固溶95 h的前驱体合金,随着腐蚀时间的延长,其残余Mn含量降低不明显;随着温度的升高,其残余Mn原子分数由25 ℃的3.54%降至60℃的1.14%,但是60 ℃腐蚀后的孔隙与丝径尺寸明显粗化,样品易碎。通过调整去合金化参数,实验所制备的纳米多孔铜呈现均匀的海绵状纳米多孔结构,残余Mn原子分数1.23%, 平均丝径尺寸40 nm。     

Mn-Cu合金成分对去合金化法制备纳米多孔铜的影响

 采用电弧熔炼制备出前驱体Mn-Cu合金,在稀盐酸溶液中自由腐蚀去合金化,制备出具有双连续结构的纳米多孔铜。研究了前驱体合金的成分对纳米多孔铜微观结构及Mn的选择性腐蚀程度的影响。结果表明：前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为43%时,其去合金化受到抑制,存在明显的未完全去合金化的岛状结构;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为32%～23%时,可完全去合金化,形成平均孔径尺寸为20～100 nm,平均系带尺寸为30～80 nm,具有双连续结构的纳米多孔铜;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数低至20%时,去合金化后存在大量裂纹,形成纳米颗粒聚集体。纳米多孔铜中存在少量的残余Mn,残余Mn的原子分数随着前驱体合金Mn原子分数的增高而降低。实验表明腐蚀液浓度对纳米多孔铜形貌也存在影响。     

Mn-Cu合金成分对去合金化法制备纳米多孔铜的影响

采用电弧熔炼制备出前驱体Mn-Cu合金,在稀盐酸溶液中自由腐蚀去合金化,制备出具有双连续结构的纳米多孔铜。研究了前驱体合金的成分对纳米多孔铜微观结构及Mn的选择性腐蚀程度的影响。结果表明：前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为43%时,其去合金化受到抑制,存在明显的未完全去合金化的岛状结构;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为32%～23%时,可完全去合金化,形成平均孔径尺寸为20～100 nm,平均系带尺寸为30～80 nm,具有双连续结构的纳米多孔铜;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数低至20%时,去合金化后存在大量裂纹,形成纳米颗粒聚集体。纳米多孔铜中存在少量的残余Mn,残余Mn的原子分数随着前驱体合金Mn原子分数的增高而降低。实验表明腐蚀液浓度对纳米多孔铜形貌也存在影响。     

去合金化制备纳米多孔铜

 以Mn-Cu合金为前驱体合金,在0.1 mol/L HCl 溶液中自由腐蚀去合金化成功制备出纳米多孔铜,采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明,Mn-Cu合金在0.1 mol/L HCl 溶液中发生锰的选择性溶解,制备出的纳米多孔铜呈3维网络状均匀结构,平均系带尺寸53 nm,平均孔径尺寸为140 nm。     

去合金化制备纳米多孔铜

以Mn-Cu合金为前驱体合金,在0.1 mol/L HCl 溶液中自由腐蚀去合金化成功制备出纳米多孔铜,采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明,Mn-Cu合金在0.1 mol/L HCl 溶液中发生锰的选择性溶解,制备出的纳米多孔铜呈3维网络状均匀结构,平均系带尺寸53 nm,平均孔径尺寸为140 nm。     

自支撑纳米多孔金薄膜制备研究

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明：400 ℃,36 h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15 mm15 mm、厚度400~500 nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140 nm,80~100 nm的系带达58%。     

自支撑纳米多孔金薄膜制备研究

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明:400℃,36h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15mm×15mm、厚度400~500nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140nm,80~100nm的系带达58%。     

激光熔覆铜锰合金选择性脱合金制备纳米多孔涂层的研究

本文通过激光加工结合电化学腐蚀脱合金法, 成功实现了纳米多孔涂层的制备. 采用激光熔覆首先在45钢表面制备了成形良好、稀释率低的铜锰合金熔覆层, 并通过快速重熔工艺实现了初始材料组织细化. 研究表明, 在不同的电解液下,铜锰合金的临界腐蚀电位出现了明显的偏移; 在不同的腐蚀电流下,铜锰合金腐蚀后的形貌迥异. 最终,通过选择性腐蚀成功实现了纳米多孔铜和纳米多孔锰涂层的制备, 并利用电位-pH图对脱合金的选择性腐蚀进行了详细的理论解释.     

机械合金化Cu＿（1－x）Sn＿x系的穆斯堡尔研究

利用机械合金化方法获得了几种铜－锡合金，特别是熔融法不易获得的，Ｘ射线衍射结果显示球磨使各样品纳米化，并形成包含确定合金相的固溶体，穆斯堡尔谱表明，各固溶体中除包含合金相外，还存在富锡相及富铜相，提出在机械合金化过程中，首先铜和锡纳米化，然后两种原子相互扩散形成包含合金相、富α－锡相和富ｆｃｃ铜相的固溶体。     

机械合金化Cu1-xSnx系的穆斯堡尔研究

利用机械合金化方法获得了几种铜－锡合金，特别是熔融法不易获得的η-Cu₆Sn₅，Ｘ射线衍射结果显示球磨使各样品纳米化，并形成包含确定合金相的固溶体，穆斯堡尔谱表明，各固溶体中除包含合金相外，还存在富锡相及富铜相，提出在机械合金化过程中，首先铜和锡纳米化，然后两种原子相互扩散形成包含合金相、富α－锡相和富ｆｃｃ铜相的固溶体。 关键词：     

The effect of laser remelting in the formation of tunable nanoporous Mn structures on mild steel substrates

Nanoporous manganese was fabricated by a three-step process involving high power laser cladding of a homogeneous Cu₄₀Mn₆₀ alloy coatings onto a mild steel substrate, laser remelting for tuning the grain size and the composition homogeneity followed by selectively electrochemical de-alloying for removal of Cu element and formation of nanoporous Mn. The microstructure and homogeneity of the precursor Cu₄₀Mn₆₀ alloys have a significant influence on the evolution of nanopores during selectively electrochemical de-alloying. Laser remelting can significantly refine the microstructure. The second dendrite arm spacing decreases with increasing of laser remelting scanning speed. A SDAS of 1.17 μm was obtained at the laser scanning speed of 133 mm/s. When the remelting scanning speed reaches 100 mm/s, a nanoporous structure with average pore size less than 100 nm was achieved under optimized dealloying electrode current density about 2 mA/cm². Nanoporous Mn with nanopore sizes ranging from 80 to 130 nm was fabricated by this method. Surface-enhanced Raman scattering characteristics of the nanoporous materials have been investigated. It is found that smaller nanoporosity leads to significant improvements in surface-enhanced Raman scattering.     

Fabrication of nanoporous manganese by laser cladding and selective electrochemical de-alloying

Fabrication of nanoporous Cu-Mn alloy coatings was investigated by a two-step process involving high power laser cladding of a homogeneous Cu40Mn60 alloy coatings followed by selectively electrochemical de-alloying. Auger mapping results indicate that nanoporous manganese was obtained by selective electrochemical etching of the less active Cu component owing to the passivation of the more active manganese in potassium nitrate solution. The surface morphology of the porous Mn was a ribbon-like structure, different from interconnected bicontinuous nanopores that are usually obtained by de-alloying. The influence of de-alloying time, electric potential and temperature on the formation of nanoprosity is systematically investigated. Nanopore sizes can be tailored to be less than 100 nm. Under optimal etching conditions the nanopore size was below 25 nm. The surface area of the nanoporous manganese layer was enhanced by up to 990 times compared with that of a polished sample.