镁合金化学转化膜的制备及其性能研究

在磷酸钠-磷酸二氢铵-高锰酸钾体系中对镁合金进行化学转化处理.研究了磷酸钠、磷酸二氢铵、高锰酸钾、温度、时间和添加剂对转化膜性能的影响.通过对转化膜结构、成分及性能的测试评价,得到了性能较好的化学转化溶液配方:Na3PO4为5g·L-1,NH4H2PO4为15 g· L-1,KMnO4为1g· L-1,添加剂(NH4)6 Mo7O24为0.5g·L-1.由SEM可观察到转化膜的表面成“干枯河床”状.XRD和EDS检测表明,膜层的主要成分是Mg,Al12 Mg17和无定形相,膜层表面主要有Mn,Mg,K,O和Al等元素组成.腐蚀实验和电化学测试表明,添加剂能够降低转化膜的腐蚀率,转化膜较基体的腐蚀电位正移了0.73 V,提高了镁合金的耐蚀性.     

黑色微弧氧化膜的制备及其表征

利用二次微弧氧化法,通过在磷酸盐体系的电解液中添加柠檬酸铁,在AZ40M镁合金基底表面成功制备了黑色的微弧氧化膜层。并利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分别对黑色膜层的形貌和成分组成进行了表征,探讨了黑色微弧氧化膜层的形成过程及机理。结果显示,黑色膜层的主要成分为氧化镁,同时伴随着一定量的铁氧化物,包括四氧化三铁、氧化亚铁和单质铁。因此镁基底表面黑色膜层的形成可归因于柠檬酸铁中的铁离子在成膜过程中参与反应形成了黑色的四氧化三铁、氧化亚铁和单质铁混合物,并均匀地沉积在氧化膜中。     

铈、锂盐对铝阳极氧化膜的协同封闭作用

研究了铈、锂盐在铝阳极氧化膜封闭处理中的协同作用.场发射扫描电镜和X射线衍射谱对铈、锂盐协同封闭前后铝阳极氧化膜形貌和结构的研究结果表明，封闭后膜表面的孔洞消失，封闭产物分布均匀，封闭后膜仍然以非晶态形式存在.根据X射线光电子能谱的结果，封闭后的膜主要由含结晶水的Al2O3及铈、锂的混合氢氧化物组成，同时膜中还含有及封闭溶液组分中的一些阴离子.电化学阻抗谱的研究结果表明铈、锂盐协同封闭能够显著提高膜的耐蚀性能.在实验结果基础上，初步认为铈、锂盐封闭是通过生成结构紧密的封闭产物填充、覆盖膜孔，从而显著提高铝阳极氧化膜的耐蚀性能.     

硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

研究了硼砂-对苯二甲酸环保型电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化.考察了对苯二甲酸对镁合金阳极氧化过程及其氧化膜性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射谱(EDS)、动电化极化和电化学交流阻抗谱(EIS)等进行了分析表征.结果表明,对苯二甲酸的浓度对阳极氧化成膜过程、氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要影响.在硼酸盐电解液中加入适量的对苯二甲酸后,氧化电流密度降低,过度放电现象受到了明显的抑制,所制得的阳极氧化膜的质量也有了显著改善.氧化膜表面变得光滑、致密,膜厚度略有降低.氧化膜与镁合金基底的结合更紧密,而且其耐腐蚀性能也得到了明显增强.该研究对于镁合金阳极氧化处理工艺的环保化及阳极氧化膜质量的提高都具有积极意义.     

海绵状纳米结构TiO2膜的制备及其光催化活性

采用电化学阳极氧化法在钛表面构筑了海绵状纳米结构TiO2膜. 应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征, 考察了阳极氧化时间对膜层厚度的影响, 并通过海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解研究了膜层厚度与光催化活性的关系. 结果表明, 海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙具有光催化降解作用, 而且随着膜层厚度的增加, 光催化降解速率显著增大, 厚度为2.2 μm的海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解速率是厚度为480 nm的6.4倍.     

AZ91D镁合金上钼改性锌系磷化膜的制备、 结构及性能

采用在磷化液中添加钼酸钠及腐蚀抑制剂的方法, 在AZ91D 镁合金表面上制备了均匀细致的锌系复合磷化膜. 用XRD对膜层的化学组成及结构进行了表征,用SEM和EDS对膜层的形貌和组分含量进行分析. 结果表明, 磷化膜主要由Zn3(PO4)2·4H2O和单质Zn组成. 在磷化液中加入钼酸钠使磷化膜组织更加细致而且无裂纹. 磷化液中的钼酸钠含量为1.5 g/L时, 磷化膜的结晶最致密, 单质锌的含量最高, 耐蚀性最好. 还提出了一种快速测量镁合金表面膜层耐蚀性的试验方法, 同时对镁合金上的磷化反应的机理进行了探讨.     

具有阳极氧化膜的镁合金电极性能的研究

镁合金电极上生成阳极氧化膜的保护技术，使电极耐大气腐蚀的性能大大优于用铬酸盐膜保护的镁电极。阳极氧化工艺条件不同。镁电极的耐腐蚀性和电压滞后性能不同，本文讨论了膜的组成，形态，厚度等对性能的影响。     

丁二酸在Ti/TiO2膜电极上的电化学合成

在包含原料马来酸的硫酸溶液中, 通过原位阳极氧化法制备了Ti/TiO2膜电极, 然后采用极性转换技术在原溶液中电化学合成丁二酸. 采用XPS, XRD和SEM分析了膜电极上的元素组成、价态分布和氧化膜的晶相结构及表面形貌. 结果表明, 阳极氧化膜层内只含有Ti和O两种元素, 且Ti均为Ti4+; TiO2氧化膜是金红石相, 表观呈现带孔的条纹形貌. 通过循环伏安、恒电位阶跃和恒电流电解技术研究了Ti/TiO2原位氧化膜电极的电化学性质, 结果表明, 该膜电极对马来酸电还原合成丁二酸具有较好的电催化活性. 以钛基氧化钌电极(DSA)为阳极, Ti/TiO2原位氧化膜电极为阴极进行恒电流电解了实验. 结果表明, 丁二酸的还原产率为95.94%, 电流效率为95.57%, 产物纯度为99.28%, 熔点为185~187 ℃.     

含氧酸盐热反应法制备Y-Ba-Cu-O系超导膜的X射线光电子能谱(XPS)研究

用X射线光电子能谱(XPS)法研究了在基体ZrO上以含氧酸盐热反应法制得的YBaCuO超导膜的表面状态、组成及各成分元素的结合能,特别是Ar~+刻蚀前后膜表面组成和状态的变化,并与另一条件下制得的Y_2BaCuO_5非超导膜作了比较。探讨了Ar~-刻蚀前后,超导膜表面状态和组成变化的原因。确定了YBa_2Cu0超导膜中各成分元素的结合能:Y=156.3eV;Ba=778.5eV;Cu=933.5eV和Os=528·3eV,529.4eV。结果还表明:超导膜表面容易受H_2O和CO的侵蚀,生成BaCO。     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

锈层下碳钢和耐候钢的微区和宏观腐蚀电化学行为

采用扫描电化学显微镜(SECM), 辅以极化曲线和电化学阻抗谱(EIS), 并结合SEM和XRD研究了耐候钢和碳钢在干湿交替环境下的腐蚀行为, 包括微区阳极溶解过程和阴极还原行为、 宏观腐蚀过程和微观结构及组成等. SECM测试结果表明, 锈层下碳钢和耐候钢的腐蚀过程都受阳极控制, 锈层的存在促进氧的还原. 宏观和微区电化学测试结果均表明, 在实验周期内, 初期形成的锈层降低了Fe阳极溶解速率, 从而提高碳钢和耐候钢的耐蚀性能, 后期形成的锈层由于其组成和结构特征的变化, 2种钢的腐蚀速率增加; 同时耐候钢的腐蚀速率较碳钢大, 且氧还原也较碳钢强, 有利于锈层的形成, 从而有利于长期的防护, 但是耐候钢的锈层在短期内并没有很好的保护性. 锈层不够致密, 呈疏松多孔状, 其组成主要有晶态的γ-FeOOH, Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃等, 相同的干湿循环条件制备的耐候钢锈层较碳钢厚.     

非晶Fe40Ni40P14B6合金阳极钝化膜的电子能谱研究

应用表面分析技术ＸＰＳ和ＡＥＳ（包括深度分布）分析了非晶Ｆｅ４０Ｎｉ４０Ｐ１４Ｂ６合金在Ｈ３ＢＯ３－Ｎａ２Ｂ４Ｏ７（ＰＨ＝９．２０）缓冲溶液中不同钝化时间形成的阳极钝化膜的元素化学状态、结构和化学组成，探讨了加入Ⅲ、Ｖ族Ｂ、Ｐ对非晶ＦｅＮｉ基合金钝化金钝化成膜的影响，并给出了阳极钝性成膜的一种机制。     

非晶Fe40Ni40P14B6合金阳极钝化膜的电子能谱研究

应用表面分析技术XPS和AES（包括深度分布）分析了非晶Fe40Ni40P14B6合金在H3BO3－Na2B4O7（pH＝9．20）缓冲溶液中不同钝化势或不同钝化时间形成的阳极钝化膜的元素化学状态、结构和化学组成，探讨了加入Ⅲ、Ⅴ族B、P对非晶FeNi基合金钝化成膜的影响，并给出了阳极钝性成膜的一种机制．     

Effects of anodic oxidation on corrosion properties of Al coating by arc spraying in seawater

A layer of Al coatings was prepared on the S355 steel by arc spraying, which was conducted by anodic oxidation treatment; the morphologies, chemical element compositions and phases of Al coating, and anodic oxide layer were analyzed with field emission scanning electron microscope (FESEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and X‐ray diffraction (XRD), respectively. The corrosion protections of Al coating before and after anodic oxidation were discussed with a seawater immersion test; the corrosion resistance mechanisms of Al coating and anodic oxide layer in the seawater were also investigated. The results show that the thickness of Al coating is about 300 µm by arc spraying, the sample surfaces become loose after seawater immersion corrosion and Cl^? and O^2? penetrate into the substrate from the cracks, destroying the binding properties of coating–substrate, and the coating fails. After anodic oxidation, the oxide layer is formed in the surface of Al coating with the thickness of about 30 µm; the corrosion products are mainly composed of Al(OH)₃, which barraged the holes caused by seawater corrosion. The corrosion cracks are formed during the corrosion, while the number and depth of cracks decrease obviously after anodic oxidation treatment. The corrosion of Al coating becomes the local corrosion after anodic oxidation treatment, and the grains are smaller, which are easily nucleated to form a new corrosion resistance layer. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

2MgO·2B2O3·MgCl2·14H2O在60℃水中的溶解及相转化动力学研究

用动力学方法研究了２ＭｇＯ·２Ｂ２Ｏ３·ＭｇＣｌ２·１４Ｈ２Ｏ在６０℃水中的溶解及相转化过程．通过对不同时间取出液相的化学分析及不同阶段分离出固相所作鉴定结果表明：该复盐呈不同步溶解,中间产物是ＭｇＯ·Ｂ２Ｏ３·４Ｈ２Ｏ和Ｍｇ（ＯＨ）２,最终转化产物是柱硼镁石（ＭｇＯ·Ｂ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ）．提出了溶解及相转化机理,给出了溶解和转化结晶动力学方程     

Chemistry of borate in salt lake brine (XXXIV) ——Phase diagram of thermodynamic nonequilibrium state of MgO-B_2O_3-18%MgCl_2-H_2O system at 20℃

The crystallization processes of hydrated Mg-borates, boric, magnesium hydroxide and Mg-oxychloride from MgO-B2O3-18%MgCl2-H2O supersaturated solution at 20℃ have been studied by kinetic method. The crystallization solid phases were characterized by X-ray powder diffraction, IR spectra, thermal analysis and chemical analysis. The liquid-solid phase diagram of ther-modynamic nonequilibrium state has been given. In this phase diagram, there exist eight crystallization fields, boric acid(H3BO3), trigomagneborite(MgO · 3B2O3 · 7.5H2O, MgO · 3B2O3 · 7H2O), hungchaoite(MgO ·2B2O3 ·9H2O), inderite(2MgO ·3B2O3 · 15H2O), chloropinnoite(2MgO ·2B2O3 · MgCl2 · 14H2O), magnesium hydroxide(Mg(OH)2) and magnesium oxychloride (5Mg(OH)2 · MgCl2·8H2O).     

Layer-by-layer growth of polar MgO(111) ultrathin films

By alternate deposition of Mg and exposure of O2, layer-by-layer growth, polar MgO(111) ultrathin films with Mg-terminated or O-terminated surfaces have been successfully fabricated on Mo(110) substrate. The surface geometric structure and electronic structures of the polar MgO(111) films were investigated using surface analysis techniques including low-energy electron diffraction and photoelectron emission and electron energy loss spectroscopies. The results indicate that the O-terminated surface is of an insulating character, while for Mg-terminated surface, a prominent new surface state at 2-3 eV and appreciable density of states near Fermi level have been observed. The polar oxide films provide ideal model surfaces for further investigation of support-particle system.     

溶胶-凝胶法制备改性TiO2纳米薄膜及其防腐蚀性能

应用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢表面分别制备TiO2纳米膜和 B-Fe-Ce改性的TiO2纳米膜. 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱法和能量分散谱(EDS)对薄膜进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和动电位阳极极化曲线的测试考察薄膜的耐蚀性及对不锈钢的保护性能. 结果表明:两种纳米薄膜均含锐钛矿型的TiO2纳米颗粒,纯TiO2纳米膜与改性后的纳米膜中颗粒直径分别约为15和10 nm. TiO2/316L不锈钢和 B-Fe-Ce-TiO2/316L不锈钢膜电极浸泡在0.5 mo.lL-1 NaCl溶液后,后者的电化学反应电阻较大,动电位阳极极化曲线的稳定钝化区较宽,击穿电位更高,说明改性的纳米膜的耐蚀性及其保护性能更好.     

四元体系Li2O-MgO-B2O3-H2O在40℃时溶解度的研究

我国柴达木盐湖近期研究表明:新类型盐湖卤水可以近似地的看作是天然的(Li)、Na~ 、K~ 、Mg~(2 )Cl~-、SO_4~(2-)、B_4O_7~(2-)-H_2O的多元水盐体系。新类型硼酸盐卤水经日晒蒸发析盐后,得到的氯化镁饱和卤水中钠和钾的含量甚少,可以被看作是Li~ 、Mg~(2 )Cl~-、SO_4~(2 )、B_4O_7~(2-)-H_2O五元水盐体系。研究它,不仅可以丰富水盐溶液化学、锂盐化学和硼酸盐化     

含铜类水滑石催化材料热分解过程的研究

共沉淀法合成了Cu0.13Mg0 6Al0.27(OH)2(CO3)0.135·xH2O类水滑石物质 (CuHTlc) ,采用XRD、DTA TG、BET、TEM和27AlMASNMR技术对其热分解过程进行了表征。结果表明 ,在较低焙烧温度时 (低于300℃ ),氢氧根和层间水部分脱除 ,但水滑石仍保持其层状结构 ;500℃时 ,其层状结构被完全破坏 ,出现氧化镁晶相结构 ,随着焙烧温度的进一步升高 ,尖晶石晶相生成。500℃时的焙烧产物具有最大比表面 (193m2·g-1)。当温度高于500℃ ,焙烧产物组成可表示为Cu0.13Mg0.6Al0.27O0.135,CuHTlc的热分解过程可表示为 :Cu0.13Mg0.6Al0.27(OH)2(CO3)0.135·xH2O→Cu0.13Mg0.6Al0.27O0.135 (1 x)H2O 0.135CO2。