Ni/CeO_(2)@ZIF-8核壳结构催化剂的制备及其RWGS反应性能研究

利用液相浓度控制成核法制备了ZIF-8包覆的Ni/CeO_(2)核壳结构催化剂,通过一系列表征技术,研究了ZIF-8壳层对催化剂物理化学性质的影响,并进一步探究引入ZIF-8对于催化剂上的RWGS反应性能与路径的影响。结果表明,ZIF-8壳层能够增大催化剂的比表面积,减弱加氢能力和对CO的吸附强度,在300℃,0.1 MPa,GHSV=6 L/(g·h)和CO_(2)∶H_(2)=1∶3的反应条件下,核壳结构催化剂上的CO选择性提升了60.3%。ZIF-8包覆前后的Ni基催化剂上的反应中间物种不同,生成CO的主要中间体为羧酸盐而CH_(4)则为甲酸盐,ZIF-8壳层的存在抑制了羧酸盐进一步加氢转化为甲酸盐,从而抑制了甲烷化副反应进行,提高了RWGS反应的CO选择性。

含Ag@Ni核壳结构粉体镍基复合涂层的多循环高温摩擦学性能

为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层中Ag与NiCrAlY的界面结合强度,进而显著提高复合涂层的硬度。Ni覆层有效地抑制了Ag在高温摩擦过程中的扩散与耗散。800℃时NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层的摩擦因数仅为0.25,磨损率仅为1×10^(-5)mm^(3)/(N·m),显著低于NiCrAlY-Mo-Ag涂层。同时,Ag的核壳结构设计使得涂层在高温多循环工况下始终保持良好的自润滑性和耐磨性。

镍铜合金FCAW-G堆焊工艺研究

采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW-G)对Q345R钢试板进行了镍铜合金N04400堆焊工艺评定,依照NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》要求对堆焊层的弯曲、化学成分及金相组织进行了检测。试验结果表明:采用80%Ar+20%CO_(2)混合保护气体,选用型号为ENiCu7T0-4的药芯焊丝进行过渡层及耐蚀层的堆焊,可以获得性能优良的耐蚀层,其化学成分满足标准要求,为镍铜合金实现高效堆焊提供了一种新的工艺参考。

Fe_3O_4/Ni复合纳米颗粒的制备及其微波吸收特性

采用电爆炸技术,合成了粒径约为70 nm的Ni纳米颗粒,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(MPTS)对Ni颗粒进行表面改性,利用共沉淀法对改性Ni颗粒进行包覆得到核-壳结构的复合纳米颗粒。将获得的复合纳米颗粒作为微波吸收剂,并以不同比例分散到热固性酚醛树脂中,涂刷在200 mm×200 mm的金属板上,用RAM反射率远场RCS测量法研究了微波吸收特性。研究表明,核-壳结构Fe3O4/Ni复合颗粒作为微波吸收剂,在相同质量比条件下,其微波吸收性能明显优于纯Ni纳米颗粒或Fe3O4纳米颗粒的情况,并且在Fe3O4/Ni核-壳结构复合纳米颗粒中随着镍含量的提高,微波吸收增强,而随着Fe3O4含量的增加,微波吸收频段向高频段移动。

NiO纳米线阵列紫外光电特性

通过电化学沉积及退火处理制得NiO纳米线,并制备出了NiO纳米线阵列紫外光电导探测器。扫描电子显微镜测试发现制备出的纳米线非常均匀,长度约为50μm。X射线衍射测试表明氧化退火后形成的NiO是多晶立方相结构;同时,Ni纳米线并没有被完全氧化,而是形成了一个NiO/Ni壳层结构。在外加1 V偏压下,暗电流为0.92μA,光电流为19.1μA,光电流约是暗电流的20倍;在0.3 mA偏流下,探测器的暗电压约为紫外光照下光电压的2.5倍,响应时间为1.6 s,延迟时间为6 s。探测器光暗电压差在0-1.1 W/cm^2光照强度范围内是线性变化的,响应度为6.4 V/W。同时,探讨了NiO/Ni壳层纳米线阵列的光电效应工作机理。

一种制备核-壳纳米Ni/Al复合粉末的新方法

在含氟离子的水溶液中,采用Al粉直接置换还原Ni盐的方法,实现了纳米Ni在Al粉表面上的快速化学沉积,制备出核-壳结构的Ni/Al复合粉末。探讨了反应的过程,利用粒度分析,SEM,XRD,BET,XPS等测试手段对复合粉末进行了微观测试和表征。结果表明:平均粒度为7.13μm的铝颗粒表面包覆着一层纳米Ni(其晶粒度为20.4nm),形成了壳层。

薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子的制备及电催化性能

通过胶体化学镀法制备不同厚度薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子,采用HRTEM、EDS、XPS和XRD手段对粒子的形貌、晶型和组成进行物理表征.采用动电位、循环伏安法对其氧电还原和甲醇电氧化活性进行测试.实验结果表明,核壳结构Ni/Pt纳米颗粒基本为球形,其中Ni1-Pt0.067平均直径为7 nm左右,壳层厚度约1 nm.与Pt/C相比,核壳型Ni/Pt纳米粒子对氧电还原和甲醇电氧化的催化活性显著提高.在所制备的不同壳层厚度催化剂中,Ni1-Pt0.067/C在0.5 mol/L H2SO4中氧电还原的最大峰电流密度可达到143.06 mA/mg,是相同反应条件Pt/C峰电流密度的1.4倍;而Ni1-Pt0.067/C在0.5 mol/L H2SO4+1.0 mol/L CH3OH溶液中甲醇电氧化峰电流密度可达538.3 mA/mg,是Pt/C峰电流密度的5.2倍.若以1 mg贵金属Pt为基准,Ni1-Pt0.067/C的比质量活性相对Pt/C的提高了30倍.

极性分子多层修饰的金属Ni核心核壳微粒的电流变液

通过研究TiO2包覆不同极性分子修饰金属Ni核心核壳微粒的结构及其电流变液的性能,分析Ni/TiO2基核壳结构微粒电流变液性能与极性分子种类、复合修饰以及所加电场强度的关系。结果表明,对同成分电流变液随极性分子的加入,其强度均出现不同程度的增加,多层修饰利于电流变液剪切强度的提高,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)可显著提高电流变液的沉降稳定性。

高Cr铸造镍基高温合金K4648与陶瓷型芯的界面反应研究

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类。结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏。此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素。在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区。高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段。反应过程中型芯存在局部液化现象。K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物。反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯。

核壳结构Ni(OH)_x(x=2.01～2.15)电极材料的制备及电化学性能

采用化学氧化法制备了碱性二次电池用正极材料Ni(OH)x。采用SEM、TEM、XRD等手段表征了样品的形貌及物相特征,测定了样品的平均氧化态,并考察了其作为镍氢电池正极活性材料的电化学性能。结果表明:经过氧化处理的球形Ni(OH)2表面形成了β-NiOOH,呈现出明显的核壳式结构,制备的样品中Ni的平均氧化态分别为:2.01、2.05、2.13,nNi3+/nNi介于1%～15%之间,以制备的样品为正极材料组装成镍氢模拟电池在0.2C倍率下充放电,样品的放电容量为275±10mAh·g-1;1C充放电条件下,Ni平均氧化态为2.05的样品首次放电容量为268mAh·g-1,270次循环后容量保持率为98%。

Ni/(TiO2＋Urea)纳米核壳颗粒电磁流变行为的研究

通过sol-gel法制备出Ni颗粒表面均匀包覆尿素掺杂二氧化钛的纳米核壳颗粒Ni/(TiO2+Urea),研究尿素的加入对颗粒的电流变行为、磁流变行为及在电场、磁场同向耦合场作用下的电磁流变行为的影响。结果表明:尿素的加入有效改善颗粒的电流变性能,剪切强度达到40 kPa(4 kV/mm直流电场),是无尿素时的10倍;尿素的加入对颗粒的磁流变性能无影响;然而尿素的加入有效改善了颗粒的电磁流变性能,在2 kV/mm直流电场与148 kA/m磁场的同向耦合场作用下,颗粒电磁流变液的剪切强度达到55 kPa,而无尿素的Ni/TiO2颗粒的电磁流变液的剪切强度仅为45 kPa。尿素中极性基团是提高电磁流变效应的主要因素。对颗粒在电磁耦合场作用下的颗粒形貌进行观察发现,在耦合场作用下,颗粒形成更加粗而致密的柱状结构,因此导致耦合场下电磁流变液强度的提高。

还原剂用量对HGM/Ni-P核/壳复合粒子微波吸收性能的影响

以NaH2PO2为还原剂,采用化学镀方法,在空心玻璃微球表面沉积Ni-P层,获得了轻质空心玻璃微球/Ni-P核/壳复合粒子(简称为HGM/Ni-P核/壳粒子)。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)以及网络矢量分析仪(VNA)研究了化学镀过程中不同还原剂用量对复合粒子形貌、结构、成分及其微波吸收性能的影响规律。结果表明,随着还原剂NaH2PO2用量的增大,HGM/Ni-P核/壳粒子的表面形貌变化不大,壳层中P含量随之升高,非晶成分增多。HGM在镀覆后介电性质与磁导率较镀覆前显著提高。随着NaH2PO2由20g/L增加到30g/L时ε′和ε″的响应峰向高频移动,增加到40g/L时其响应峰消失,且介电常数下降。同时,HGM/Ni-P核/壳粒子的μ′和μ″曲线中6～8GHz处代表自然共振的峰随着NaH2PO2浓度的增加而消失。

镍基高温合金核心技术发展

核心专利在一个专利群中处于节点和纽带的地位,是产业经济的核心。在调研大量国内外Ni基高温合金生产技术、合金产品、主要生产企业的基础上,通过常规选择方法、重要Ni基高温合金牌号对应的专利技术、重要生产技术对应的专利技术等方法选择了Ni基高温合金的核心专利技术。通过相关分析方法探讨了Ni基高温合金核心技术的主要分布区域、主要技术分布方向、核心技术的拥有企业、重点制备工艺等,绘制了Ni基高温合金核心技术及其产品的演进图谱,重点分析了Ni基高温合金制备技术、热障涂层技术、热处理技术、激光熔覆技术、合金修复技术等核心技术及其应用情况。在此基础上,对重点跟踪的企业以及他们的核心技术演进进行了探讨,并分析总结了近年来Ni基高温合金核心技术的研发方向。

吸附还原法制备凹土基核壳结构棒状镍粉

以凹凸棒石棒晶作为内核,用液相沉积法包覆Ni制备核壳结构镍粉须先进行表面活化,目前多采用贵金属钯进行活化。本研究提出采用吸附-还原法活化,利用凹土优异的吸附性能,先在棒晶表面吸附Ni2+,再用还原剂将Ni2+还原成镍,构建初始活化锚点,然后再进化学沉积制备出核壳结构镍粉。分析了吸附-还原活化法凹土基镍核壳结构棒状镍粉的制备机理。该法无需贵金属钯,降低了成本,简化了工艺,有良好的应用前景。

核壳结构纳米Ni／Al复合粉末的制备

在含氟离子的水溶液中，采用Al粉直接置换还原Ni盐的方法，实现了纳米Ni在Al粉表面上的快速化学沉积，制备出核壳结构的Ni／Al复合粉末。探讨了反应的过程，利用SEM、XRD、BET等测试手段对复合粉末进行了微观测试和表征。结果表明：Al粉表面连续、均匀包覆了由晶粒大小约20．6nm的Ni纳米颗粒组成的壳层。

均匀共沉淀法制备BaTiO_3-Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4核-壳粒子及其性能

以尿素为沉淀剂,在无后续热处理的情况下,采用均匀共沉淀法制备了BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)及振动样品磁强计(VSM)对BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子的形貌、结构、成分和磁性能进行了表征.结果表明,制备的核-壳结构粒子中NixZn1-xFe2O4壳层在BaTiO3颗粒的表面包覆完整.通过控制共沉淀中NiCl2.6H2O与ZnCl2的摩尔比可以调控BaTiO3-NixZn1-xFe2O4核-壳粒子的磁性;加入的NiCl2.6H2O与ZnCl2摩尔比为7∶3时制得的核-壳粒子具有较好的磁性能,其饱和磁化强度和矫顽力分别为26.999 A.m2/kg和902.787 A/m.

Ni/PSt/TiO_2多层芯-壳结构电磁响应

制得了粒径均匀、兼有电磁响应的镍/聚苯乙烯/二氧化钛(Ni/PSt/TiO_2)三层核-壳结构的复合微球。用红外光谱、X射线衍射及透射电镜对微球进行了表征,研究了包覆前后微粒的沉降性、导电性、耐蚀性、热稳定性以及在电、磁场作用下的运动。结果表明,所制得的镍/聚苯乙烯/二氧化钛(Ni/PSt/TiO_2)复合微球对电磁场有良好的响应性,在相互垂直的电场与磁场作用下排列形成了一种网状花样结构,为利用电、磁场调控排列粒子成三维有序结构提供基础。

Al_(2)O_(3)-Ag@Ni-Mo自润滑材料宽温域多循环摩擦学性能研究

采用真空热压烧结工艺制备了Al_(2)O_(3)-Ag@Ni-Mo自润滑材料,分析了Al_(2)O_(3)-Ag@Ni-Mo自润滑材料的微观组织结构,研究了Al_(2)O_(3)-Ag@Ni-Mo自润滑材料从室温到800℃的摩擦学性能以及其在800℃时的多循环摩擦学性能,并通过磨损表面分析探讨了其在宽温域以及多循环条件下的润滑机理.结果表明:将软金属润滑剂以Ag@Ni核壳结构的形式添加到基体材料中,可使Al_(2)O_(3)陶瓷在宽温域环境下摩擦学性能得到显著改善,实现了材料在较宽温度范围内的连续润滑.同时,由于Ni的保护作用,能够减少Ag在高温下的扩散问题,使其在5个循环周期后依然能保持良好的摩擦学性能,从而延长材料服役寿命.

多孔核壳结构Ni@C纳米棒的制备及其对高氯酸铵热分解催化性能的影响

为了提高纳米金属对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用溶剂热法与高温煅烧法,以镍基有机金属骨架(Ni-MOF)为前驱体制备了Ni@C纳米棒。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高倍透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、全自动物理吸附分析仪等表征了Ni@C纳米棒的形貌、结构及组成,并通过差示扫描量热仪研究了不同煅烧温度下Ni@C纳米棒对AP热分解的催化效果。结果表明,Ni@C纳米棒为以金属Ni为核、C层为壳的多孔核壳结构,且高度石墨化的C层有效防止了纳米Ni颗粒的氧化。Ni@C纳米棒对AP热分解的催化性能优于单独镍纳米颗粒和碳纳米棒。尤其是1000℃煅烧后的Ni@C纳米棒使AP的高温分解峰峰温从423.4℃降低至323.8℃,表观分解热从825.4J·g^-1提高到1423.8J·g^-1,反应活化能从172.50kJ·mol^-1降低至130.04kJ·mol^-1。

合金元素Ni和Mo对高强钢金属粉芯型药芯焊丝焊接接头力学性能的影响

采用自行研制的金属粉芯型药芯焊丝对WQ960高强钢进行了焊接试验。通过拉伸试验、冲击试验等方法研究了药芯成分中分别加入合金元素Ni和Mo对焊接接头力学性能的影响,并结合金相组织观察对其影响机理进行了合理的解释。结果表明:随着焊缝中Ni含量的增加,焊接接头的抗拉强度、常温和-20℃冲击功均先增大后减小,伸长率减小。这是由于Ni的加入使焊缝组织出现马氏体,贝氏体和针状铁素体含量增多导致的。随着焊缝中Mo含量的增加,焊接接头的抗拉强度增加,但伸长率、常温和-20℃冲击功均减小。这是由于Mo促进贝氏体转变,焊缝中贝氏体含量增多的缘故。焊缝金属中Ni含量的最佳范围为0.81%~1.22%,Mo的最佳加入量为1.52%。