不同去合金化法对制备纳米多孔合金微观结构的影响

采用电弧熔炼与真空甩带制备出前驱体合金,通过化学和电化学2种去合金化方法制备出纳米多孔合金,用XRD,SEM等方法分析合金的相组成和微观结构.研究去合金化过程中,不同腐蚀方法、腐蚀电位、腐蚀时间对纳米多孔合金结构的影响.结果表明:Cu25Ni5Al70合金化学去合金化可得到均匀的纳米多孔合金,其平均孔径尺寸约125nm,孔骨架尺寸约150nm,但剩余相中有少量Al相,难以完全去合金化;而在w(NaOH)=20%的溶液中电化学去合金化可得到均匀的、双连续的三维网状纳米多孔合金,孔径尺寸约为100nm.

去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展

用去合金化制备的孔隙尺寸小于100nm的纳米多孔金属材料,开拓了多孔金属材料一个新的应用领域。目前的研究主要集中于通过不同的合金体系制备出不同的纳米多孔金属,分别介绍了纳米多孔金、铂、铜、钯、钛的制备工艺,并对孔洞形成的溶解-再沉积机制、体扩散机制、表面扩散机制、渗流机制及相分离模型进行了简述。对纳米多孔金的现有研究表明,纳米多孔金具有良好的化学稳定性、高的比表面积以及高的屈服强度,目前应用研究包括作为热交换器、传感器及催化材料等方面。

低温去合金化处理对医用镍钛合金表面性质的影响

分析了近等原子比NiTi形状记忆合金实现去合金化的热力学条件,并采用低温去合金化处理法对其进行表面改性;经SEM、XRD、XPS、EDX,模拟体液(SBF)仿生沉积等分析研究表明,NiTi合金经去合金化处理后,在合金表面选择性地除去了有害元素镍,在距表层约130nm深度内原位制备出完全无镍的具有纳米结构的二氧化钛层;同时结合上羟基(OH-),在SBF溶液中,经低温去合金化处理后的合金表面具有诱导Ca/P沉积的能力,从而提高了NiTi形状记忆合金的生物相容性。

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。

纳米孔金膜电极:合金化/去合金化法制备及电化学性能

采用合金化/去合金化法在金电极表面制备出一层具有纳米孔结构的金膜,其孔径约为15nm。该方法首先在金电极表面电沉积一层锌,再通过热处理形成合金层,最后利用化学去合金化法去除合金中的锌。X射线衍射(XRD)结果表明在合金化过程中,锌扩散进入金基体并形成了金-锌合金层。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对去合金化得到的纳米孔金膜进行了形貌的表征,结果表明合金化条件对样品的纳米结构有明显的影响。电化学测试结果表明,经合金化/去合金化处理的金电极,其表面粗糙度有明显的提高。这种金电极对甲醇具有较高的催化氧化活性,在0.3mol·L-1甲醇的KOH溶液中,甲醇的氧化峰电流密度高达2.02mA·cm-2。

低温去合金化镍钛形状记忆合金的血液相容性

背景:国内外研究表明镍钛形状记忆合金在体内长期置入可释放镍离子,为了降低镍离子在体内的溶出,研究者进行了很多试验,低温去合金化是一种新的表面处理技术。目的:测定低温去合金化处理后的镍钛形状记忆合金血液相容性指标,评价其血液相容性。设计、时间及地点:体外观察实验,于2007-12/2008-06在兰州大学第二医院骨科研究所实验室完成。材料:低温去合金化镍钛形状记忆合金和未处理镍钛形状记忆合金由贵州科学院苏向东老师惠赠。方法:通过模拟体内血液环境,以未处理的镍钛形状记忆合金为对照,对低温去合金化处理后的镍钛形状记忆合金与新鲜兔血接触进行溶血率实验、动态凝血时间实验、血小板黏附实验、接触角测定实验。主要观察指标:溶血率,动态凝血时间,血小板黏附数量,接触角。结果:低温去合金化处理后的镍钛形状记忆合金溶血率低,血小板黏附减少,动态凝血时间延长,接触角变小。结论:低温去合金化处理后的镍钛形状记忆合金的血液相容性得到了显著改善。

Al-Cu合金成分对去合金化制备纳米多孔铜的影响

采用快速凝固与去合金化相结合的方法制备纳米多孔铜,用XRD、SEM分析样品的相组成和微观形貌,研究前驱体Al-Cu合金成分对纳米多孔铜微观结构及Al2 Cu、AlCu协同性腐蚀的影响。结果表明:Cu原子分数为33%时,去合金化后形成具有双连续结构的纳米多孔铜;Cu原子分数为38%时,形成比表面积更高、更均匀细小的双连续结构纳米多孔铜,平均孔径尺寸约100～150 nm,平均系带尺寸约50～80 nm;Cu原子分数为43%时,形成了双连续结构的纳米多孔铜并在其中分散着纳米颗粒聚集体;Cu原子分数为50%时,形成了纳米颗粒聚集的纳米多孔铜。实验发现,Al2 Cu、AlCu腐蚀的协同作用对双连续结构的形貌有重要的影响。

Mg-Cu合金成分对去合金化制备纳米多孔铜结构的影响

采用感应熔炼与快速凝固法制备Cu含量（原子分数,下同）为33%~67%的Mg-Cu合金薄带,然后通过自腐蚀去合金化法得到纳米多孔铜材料,用X射线衍射仪（XRD）与扫描电镜（SEM）分析多孔铜的相组成和微观形貌,研究Mg-Cu合金成分与腐蚀时间对多孔铜微观结构及形貌的影响。结果表明：Mg-Cu合金中Cu含量为67%时无法形成双连续结构的多孔铜;Cu含量为33%~60%时,形成具有双连续结构的纳米多孔铜,其中Cu含量为50%时,形成均匀、细小的双连续结构纳米多孔铜,平均孔径为60~80 nm,平均系带尺寸为50~80 nm。Mg2Cu相是形成双连续结构的必要条件,而更均匀的双连续结构是由Mg2Cu相和MgCu2相协同去合金化形成的。在含有Mg2Cu相和MgCu2相的Mg-Cu合金腐蚀过程中,Mg2Cu相优先腐蚀,形成腐蚀通道,随后为Mg2Cu相和MgCu2协同腐蚀,最后是残余的MgCu2相腐蚀完全,形成双连续结构纳米多孔铜。

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95h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40nm。

腐蚀因素对去合金化法制备纳米多孔铜材料结构的影响

采用电弧熔炼与去合金化相结合的方法制备纳米多孔铜.用XRD、SEM分析样品的相组成和微观形貌.研究去合金化中的腐蚀液种类、腐蚀时间以及腐蚀温度等腐蚀环境对纳米多孔铜结构的影响.结果表明:在盐酸溶液中自由腐蚀去合金化可得到孔结构均匀的纳米多孔铜;随着腐蚀时间的延长,孔结构有显著变化,腐蚀3h后得到纳米多孔铜孔结构呈蜂窝状,腐蚀10h后得到双连续结构的纳米多孔铜,随着腐蚀时间的延长,孔径增大且孔壁逐渐粗化;随着温度升高纳米多孔铜双连续结构的孔径逐渐增大,45℃时则形成纳米颗粒聚集的孔结构.通过调整去合金化工艺,厚度约1mm的Mn-Cu薄片在0.3mol/L HCl溶液中,于35℃腐蚀10h得到的纳米多孔铜呈均匀的三维网络状结构,平均孔径尺寸约150nm.

去合金化制备孔径可控纳米多孔金属研究进展

纳米多孔金属具有三维连通、双连续的纳米级孔结构,使其具有超高比表面积、高强度、低密度等独特理化性能,在力学、催化、传感、拉曼散射等领域具有广阔的应用前景,而且纳米多孔金属的性能表现出一定的尺寸效应,因此研究孔结构调控对纳米多孔金属的实际应用具有重要意义。目前,去合金化制备孔径可控的纳米多孔金属主要集中在调节去合金化工艺(腐蚀方式、腐蚀温度、腐蚀电解质、腐蚀添加剂等)和去合金化后处理过程(热处理粗化、溶液浸泡)两方面,探索纳米多孔金属在不同工艺条件下孔结构的成孔机制、孔结构演变规律为制备孔结构呈特征规律分布(如梯度分布、分级分布、均匀分布)的纳米多孔金属块材或薄膜奠定了夯实的基础。

不同成分Ni-Al合金去合金化过程中的结构演化与机理

采用真空熔炼与快速凝固相结合的方法制备Ni(原子分数)为15%~40%的Ni-Al前驱体合金薄带,通过不同去合金化工艺制备纳米多孔镍,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析多孔镍的相组成和微观形貌,研究前驱体Ni-Al合金成分与去合金化工艺对纳米多孔镍微观结构的影响及其形成机理.结果表明:镍原子分数为15%~30%时,可通过化学去合金化形成纳米多孔Ni,镍原子分数为25%~40%时,可通过电化学去合金化形成纳米多孔结构.相同成分的Ni-Al合金,电化学去合金化较化学去合金化获得的多孔结构更为均匀,骨架尺寸相对较小.2相的协同腐蚀作用对去合金化具有促进作用,且对纳米多孔镍的形貌及多层次纳米多孔结构的形成有重要影响.

钯镍合金薄膜电极上甲酸电氧化-去合金化效应

在含PdC l2、N iSO4和乙二胺的弱碱性镀液中,于Au电极上用恒电位电沉积Pd-N i合金薄膜,后经酸性溶液中循环伏安法处理,得到去合金化的Pd-N i电极.扫描电镜以及电化学测试表明,去合金化处理使Pd-N i镀膜表面微观粗糙度增加,比表面积增大;ICP-AES和XPS分析证实合金表层N i的优先溶出造成Pd的富集.去合金化处理的Pd-N i电极电催化氧化甲酸的活性明显优于未处理的Pd-N i电极和多晶Pd电极.

Ni-Mn合金的去合金化

在氩气保护下,应用真空熔炼炉分别制备了Ni30Mn70与Ni55Mn45合金.测定了这两种合金在(NH4)2SO4溶液中的极化曲线,然后对其进行去合金化实验.结果显示,Ni30Mn70合金在1 M(NH4)2SO4溶液中去合金化后,试样表面呈现"泥裂"结构.Ni55Mn45在1 M(NH4)2SO4溶液中不同电位下去合金化后得到了小孔状结构.随腐蚀电位增加,小孔状结构有粗化趋势.

医用NiTi记忆合金表面低温去合金化处理技术的研究

本文在分析近等原子比NiTi形状记忆合金实现去合金化热力学条件的基础上,研发出一种特殊的低温去合金化处理技术,对NiTi形状记忆合金进行表面改性;经SEM、XRD、XPS、EDX、模拟体液(SBF)仿生沉积等分析研究表明,NiTi记忆合金经低温去合金化处理后,在合金表面选择性地除去了有害元素镍,在表层约130nm深度内原位制备出完全无镍的具有纳米网架结构的二氧化钛层,这不仅消除了有毒元素Ni的危害,同时而且还结合上羟基(OH-);在SBF溶液中试验证明,经低温去合金化处理后的合金表面具有诱导Ca/P沉积的能力,从而提高了NiTi形状记忆合金的生物相容性.

Cu-Au-Ag三元去合金化制备纳米多孔金材料

采用磁控溅射镀铜金银多层膜,经过长时间高温热处理合金化制备前驱体三元合金,以不同的酸溶液自由腐蚀去合金化去除合金中的铜元素和银元素,成功制备出纳米多孔金薄膜。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热处理后铜金银多层膜完全合金化,获得了Au_3Ag_(28.5)Cu_(68.5)合金材料;FeCl_3+HCl溶液自由腐蚀去除铜可获得连续均匀的纳米尺寸孔隙结构,获得了几乎不含铜的样品;采用渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化后去除银后获得了孔隙率约84%的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,其系带尺寸10~35nm,并且20~25nm的系带分布达77%。

Ag60．7Al39．3合金的阳极极化行为和去合金化研究

研究了Ag60．7Al39．3合金在H2SO4中的阳极极化行为。线性扫描时，当电压大于临界电位后，随着H2SO4浓度增大，电流密度增长相应加快，而其自腐蚀电位相差不大。在0．1mol／L H2SO4中，0．5V的电压能腐蚀出海绵状的双连续多孔结构，孔径在微米级。0．8V的电压下所得到的银表面形貌呈平行的片状结构。1．0V和1．4V的电压下分别呈块状堆积形貌和波浪形形貌。在0．01mol／L H2SO4中得到的小孔径宽度〈200nm，在0．05mol／LH2SO4中腐蚀后得到的孔径宽度在300nm之间。表明降低H2SO4浓度减小腐蚀电压可得到纳米级的小孔。

Co_(40)Al_(60)合金的去合金化

研究了Co40A l60合金在24%NaOH溶液中的去合金化行为.在24%NaOH溶液中,80℃加搅拌腐蚀2 h条件下成功获得多孔钴结构.X射线衍射分析结果表明,腐蚀后的样品由钴(密排六方结构和面心立方结构)和少量的氧化钴组成,EDS结果显示腐蚀后样品中的钴的含量达到98.99%.并且通过场发射扫描电镜在腐蚀后的样品中观察到了多孔钴结构,利用氮气吸附法测得腐蚀后多孔钴的比表面积为42.65 m2/g,通过其吸脱附曲线可以得知实验获得的多孔钴为中孔结构,平均孔径为9 nm.

Ag_(15)Cu_(85)二元合金制备纳米多孔银的去合金化工艺研究

采用冷辊旋凝凝固法制备Ag含量为15at%的Ag-Cu二元合金薄带。在5wt%硝酸溶液中,通过去合金法制备纳米多孔银。利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电镜(SEM)分析纳米多孔银的相组成和微观形貌。研究了Ag-Cu合金腐蚀温度以及腐蚀时间对纳米多孔Ag微观结构及形貌的影响。结果表明:初始合金薄带是由α-Cu(Ag)相与中间相ζ-Ag2Cu相组成。去合金后得到的合金薄带中ζ-Ag2Cu相和α-Cu(Ag)相完全消失,仅剩fcc-Ag相;随着腐蚀时间的延长,腐蚀介质从合金表面逐渐渗透到内部,使得纳米孔洞/韧带结构特征尺寸逐渐均匀;而去合金化温度由30℃升高到90℃,Ag原子表面扩散率随之增大,活性组元的腐蚀速率加快,获得纳米孔洞结构所需的时间缩短,并且结构更均匀化。90℃进行试验最佳,节能省时。

去合金化制备纳米多孔NiCo_2O_4及其超电容性能

采用快速凝固与去合金化相结合的方法制备纳米多孔Ni-Co合金,退火后获得纳米多孔NiCo2O4材料,用XRD,SEM和TEM分析多孔NiCo2O4的相组成和微观结构,并通过循环伏安、恒电流充放电等方法测试多孔NiCo2O4电极的电化学性能。结果表明：前驱体Ni1.7Co3.3Al95合金经去合金化和退火后,可获得由10-15 nm厚的纳米片状骨架与孔径30-80 nm的孔隙共同构成的三维纳米多孔NiCo2O4。特殊的三维双连续结构使NiCo2O4电极表现出良好的超电容性能,在1 A/g的电流密度下,其比电容达755 F/g;当电流密度增加到20 A/g时,其比容保持率达76.6%,且在4 A/g的电流密度下经1000次循环充放电后,比容保持率达93.9%。