激光热处理对化学沉积Ni-W-P耐蚀性能的影响

通过分析激光退火前后Ni-W-P合金镀层腐蚀前后的表面形貌、晶化程度、晶粒尺寸及在0.5 mol/L的H_2SO_4溶液中的腐蚀速率,研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,镀态镀层的耐蚀性最差,随激光扫描速率的减小,镀层晶化程度增大,Ni和Ni_3P相的晶粒尺寸增大,微应变逐渐减小,镀层的耐蚀性增大。

表面活性剂对Ni-W-P化学镀层沉积行为及性能的影响

Ni-W-P化学镀层因具有良好的耐蚀、耐磨性能而成为重要的“代铬”镀层。表面活性剂可以增强镀液对基体润湿能力,加快界面处H2逸出速率,减少镀层针孔数量或氢缺陷,从而提高镀层质量。本论文探究了十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及聚乙二醇-200(PEG-200)三种典型表面活性剂对Ni-W-P镀层沉积行为及性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射以及电化学方法对Ni-W-P镀层的表面微观形貌、物相、气孔率和耐蚀性能进行了表征,并通过接触角、沉积电位阐述了表面活性剂在化学镀Ni-W-P过程中的作用机理。研究结果表明,表面活性剂可改善镀层表面质量以及颗粒尺寸均匀性,并显著降低镀层内部针孔数量,优先顺序为PEG-200>SDS>CTAB。XRD衍射结果显示,表面活性剂可提高镀层内合金元素W和P含量,有利于形成耐蚀性能良好的Ni-W-P非晶镀层。此外,三种表面活性剂均能改善镀液对基体的润湿能力,其中PEG-200对基体的润湿角最小(65°),说明PEG-200对于提高界面处H2逸出速度,降低化学镀过程中电位波动效果更为明显。论文研究结果可以为制备内部缺陷较少、耐蚀性能优良的Ni-W-P化学镀层提供一定的理论基础。

新疆乌尔禾地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向研究

乌尔禾地区位于哈萨克斯坦板块准噶尔微板块的西北缘,达拉布特断裂的东南侧。本文以研究区1∶5万水系沉积物测量的15种元素数据为基础,统计分析了研究区的元素富集特征、元素离散特征、元素相关性及元素地球化学场特征等,查明了单元地质体内的元素富集规律,同时利用变化系数大小对富集元素进行了成矿可能性预测。依据研究区地质背景和地球化学显示的元素组合特征,研究分析认为研究区金、铜、钼为主要成矿元素,其余元素为成矿指示元素和伴生元素。

鄂尔多斯盆地南缘长7烃源岩地球化学特征与沉积环境

鄂尔多斯盆地南缘出露多处典型长7段页岩剖面,为了加深该区域烃源岩的研究,对35个烃源岩样品开展有机碳含量测定、岩石热解分析、饱和烃气相色谱-质谱分析、微量元素含量测定等测试分析,研究其地球化学特征,分析其有机质来源及沉积环境。结果表明:暗色页岩发育于淡水和还原的半深湖—深湖环境,沉积期气候温暖湿润,适宜生物发育,Mo元素高度富集,指示湖泊富营养化,初级生产力高;物质来源为藻类等低等水生生物和陆地植物的混合来源,但藻类等低等水生生物是主要来源;源岩有机质高度富集,总有机碳(TOC)平均值为23.51%,高于陆相优质烃源岩的丰度标准;有机质以腐泥—混合型为主,生烃潜量S1+S2均值为112.93 mg/g,生烃潜力良好;岩石热解峰温及生物标志化合物参数,指示达到成熟热演化程度,具有勘探潜力。

开鲁盆地南部下三叠统红砬组地球化学特征及沉积环境分析——以奈参1井为例

为揭示开鲁盆地南部地区下三叠统红砬组的构造背景及沉积环境,对奈参1井26件细碎屑岩样品进行了常量、微量以及稀土元素测试分析.研究表明:红砬组沉积物源具有多样性,主要来自上地壳长英质岩石源区,还有少量来自中、基性火成岩物源区.物源构造背景主要为主动大陆边缘,可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景.红砬组沉积环境总体上处于氧化-弱还原的陆相淡水-半咸水环境,向上水体盐度有增大趋势,古气候整体上为干旱炎热气候.

电化学沉积时间对碱预处理钛合金表面HA涂层的影响

采用碱预处理钛合金表面再电化学沉积的方法,研究了电化学沉积时间对羟基磷灰石(HA)涂层物相、形貌、生物活性及其与钛合金基体间结合强度的影响。结果表明,碱预处理钛合金表面制备的电化学沉积涂层主要由片状HA相组成,电化学沉积时间对涂层物相组成没有影响,但会影响涂层厚度;沉积时间60 min时得到的HA涂层较致密,与基体的结合强度达17.85 MPa。各沉积时间下得到的HA涂层均具有较好的生物活性,在模拟体液(SBF)中,CO_(3)^(2-)置换HA中的PO_(4)^(3-)进入磷灰石中形成类骨磷灰石CHA,呈馒头状,直径7~8μm,且在SBF中浸泡3 d,CHA可铺满HA表面。

热丝化学气相沉积法制备单晶金刚石的试验研究

热丝化学气相沉积法沉积区域可达12英寸(30.48 cm),其具备大批量生产单晶金刚石的潜力。采用尺寸为3 mm×3 mm×1 mm,(100)取向的单晶金刚石为基体,利用热丝化学气相沉积法以甲烷和氢气为前驱体,同时通入少量氮气进行同质外延生长。结果表明,在热丝温度为2200℃、碳源浓度为4%、腔体气压为4 kPa的条件下,单晶金刚石以3.41μm/h的速度生长,表面无多晶、破口、孔洞等缺陷;外延层X射线衍射光谱在(400)面处峰值的半高宽为0.11°,低于基体的半高宽0.16°,证明外延层具有较高的晶体质量;氮气的引入可以提升单晶金刚石的生长速度,同时降低外延层的晶体质量,较高的氮气浓度还会使得单晶金刚石的生长模式转为岛状生长。

云南勐海地区1∶5万水系沉积物地球化学特征及找矿预测

勐海地区处于临沧-勐海(岩浆弧)Fe-Pb-Zn-Au-Ag-Sn-Sb-Ge-REE矿带,具有较好的找矿前景.在勐海地区1∶5万水系沉积物测量基础上,对区内29种元素分布特征、元素相关性、地球化学参数特征研究,圈定了5个组合异常和13个综合异常.其中,Ce-La-Y-Zr综合异常具有较好找矿前景;Au、As、Sb、Hg、W、P等元素离散程度较高,元素局部较富集,具有成矿的可能性.结合水系沉积物测量成果,圈定找矿远景区2处,为下一步找矿工作提供了地球化学依据.

老挝Saysomboun Muangxao地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿预测

以老挝Saysomboun Muangxao地区水系沉积物测量地球化学特征为研究对象,通过研究区内元素含量及其分布、分配特征、元素相关性特征、元素地球化学场分布特征、元素共生组合规律,圈定单元素异常176处,综合异常15处,其中圈定以金为主的综合异常7处,圈出以铜为主的综合异常5处,圈出该类综合异常3处,圈出4个B类找矿靶区,4个C类找矿靶区。新发现金矿点3处、铜多金属矿点2处。在此基础上,对研究区开展了找矿预测研究,为本区下一步矿产勘查提供了参考。

古黄河三角洲典型钻孔XJ01第四纪沉积物地球化学特征

江苏古黄河三角洲为全球海陆相互作用研究的典型地区,研究其第四纪沉积环境演化有助于进一步认识和理解海陆变迁、气候变化特征。本文基于XJ01典型钻孔第四纪沉积物的常量、微量元素地球化学,开展了沉积环境示踪。常量元素Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、FeO、MgO、CaO、MnO、P_(2)O_(5)、TiO_(2)总体上与SiO_(2)呈负相关关系。钻孔中地球化学元素曲线中,CIA、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)、SiO_(2)/(Al_(2)O_(3)+Fe_(2)O_(3))、SiO_(2)/(K_(2)O+Na_(2)O+CaO+MgO)等变化趋势基本一致,微量元素Be、Rb、Cr、Cu与Rb/Sr变化趋势基本一致。地球化学元素曲线钻孔中沉积物分为10个带,分带反映该孔第四纪沉积环境由还原到氧化、水环境由深水到浅水、沉积相由陆相到海相、古气候由湿热到干冷频繁交替的特征。该研究成果为恢复古黄河三角洲地区第四纪地质演化过程提供了基础地质资料。

新疆库车坳陷西段盐山口盐丘沉积及地球化学特征

库车坳陷西段出露地表的盐丘可作为钾盐调查研究的重点对象,但针对地表盐丘开展的沉积学与地球化学相结合的系统研究较少,选取盐山口盐丘局部区域,通过露头剖面观察、手标本及薄片鉴定、岩盐包裹体及地球化学特征研究,分析其地质特征及找钾潜力,探索以地表岩盐为找钾研究对象的思路和方法。通过地层剖面观察、薄片鉴定、石盐包裹体研究,认为研究区地层较多的保留了原始层理、原生泥砾、原生包裹体等原始沉积状态和信息;石盐包裹体的均一温度明显低于长期深埋地下的石盐包裹体均一温度,表明岩盐层在形成后不久便在盐丘“浮力”及构造挤压的双重作用下持续上移;通过K/水不溶物、Br、Rb×10^(3)/K、B×10^(3)/K、泥质中Mn^(2+)/Fe^(3+)综合地球化学指标分析,识别出在较纯岩盐层发育阶段,成盐卤水具有相对浓缩特征。

准噶尔盆地东北缘上石炭统巴山组烃源岩沉积环境分析及物源示踪——来自泥岩地球化学的证据

烃源岩分布规律和生烃潜力是制约准噶尔盆地东北地区油气勘探的关键因素之一,而沉积背景和环境变化是控制烃源岩成因、分布以及有机质类型的主要因素,沉积岩中的主微量元素、稀土元素等在沉积过程中往往受古气候、古水体化学条件、古环境以及古物源的影响。因此,通过对沉积岩中元素分布规律的全面分析,有助于确定沉积环境和演变过程。对准噶尔盆地东北缘富蕴地区上石炭统巴山组暗色泥岩样品的主微量元素、稀土元素进行地球化学特征分析,结合样品的岩石学特征,揭示古沉积环境和物源区构造背景,为烃源岩形成和发育条件提供地质约束。泥岩的化学风化作用指标、元素含量和元素比值的综合分析表明,巴山组沉积期的古气候条件温暖湿润、水体属氧化条件下的半咸水—淡水,且水体较浅、沉积速率相对稳定。主微量元素特征指示母岩类型主要为沉积岩和长英质火山岩,物源来自卡拉麦里岛弧酸性火成岩区的风化产物,反映了后碰撞阶段由挤压向伸展的构造转变。沉积环境和构造背景控制陆源高等植物输入增多,烃源岩有机质丰度中等,具有一定的生烃潜力。

电化学沉积法制备ZnO厚膜工艺研究

X射线具有较高的光子能量,这使得其在ZnO材料中具有大的穿透深度,因此为了更有效地探测X射线,需要制备出微米甚至百微米厚度的ZnO膜。本文采用电化学沉积法快速制备14.85μm厚的ZnO膜。实验结果表明,沉积电势和电极材料会显著影响ZnO膜的沉积速率与表面形貌。随着沉积电势的升高,ZnO形貌由六角柱状结构变为片状结构,当电势过大时会有大量氢气生成,导致薄膜孔洞增加而无法成膜。使用金属Pt为阳极电极时,溶液会逐渐酸化,导致ZnO在沉积的同时也会溶解,当二者速率相一致时,ZnO膜厚便不再增加,因此不适合生长ZnO厚膜。而使用金属Zn为阳极电极时,溶液的pH值基本保持不变,更适合生长ZnO厚膜。使用金属Zn作为阳极电极,沉积电势为0.65 V,电解液浓度为0.4 mol/L时,实现了1 h生长14.85μm的ZnO厚膜。在5 V偏压下,基于ZnO厚膜的探测器对加速电压为40 kV的X射线的响应度可达66.8μC·Gy^(-1)·cm^(-2)。

阿姆河右岸中-下侏罗统烃源岩地球化学特征及其沉积环境研究

阿姆河盆地是中亚地区天然气资源最丰富的盆地。阿姆河右岸区域的主力烃源岩存在于中-下侏罗统的煤系地层中,但烃源岩的地球化学特征、有机质来源及沉积环境还需进一步明确。本文以阿姆河盆地右岸地区侏罗系烃源岩为对象,在利用烃源岩样品开展系统的地球化学测试的基础上,对样品有机碳、镜质体反射率、饱和烃与芳烃气相色谱及有机碳同位素等数据进行了分析。结果表明:1)阿姆河右岸中-下侏罗统烃源岩的有机质丰度及生烃潜力较高,有机质类型以Ⅱ_(1)与Ⅱ_(2)型为主,存在少量Ⅲ型干酪根,烃源岩整体处于成熟—高成熟阶段;烃源岩以生油为主,兼生气。2)阿姆河右岸中-下侏罗统烃源岩大部分沉积于高盐度的强还原环境,少数沉积于低盐度氧化环境中。3)阿姆河右岸中-下侏罗统烃源岩中有机质母质的来源主要为低等浮游生物,部分有机质来源于高等植物。

青藏高原东北缘红寺堡盆地晚更新世沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

红寺堡盆地位于青藏高原东北缘弧形构造带最前缘与鄂尔多斯高原西部的交界位置,区域生态环境脆弱,但由于地表覆盖严重,缺乏完整的露头剖面,一直制约着生态环境演变过程的研究。本文基于红寺堡盆地窑山凹陷ST1钻井序列,采用光释光测年的方法,建立了晚更新世地层年代格架,同时系统分析了70个样品的主量、微量元素组成,依据地球化学指标重建晚更新世以来的气候环境演变过程。研究认为:马兰黄土与萨拉乌苏组的界限年龄约为67.57±7.88 ka,预示着由古湖向风成环境的过渡,区域生态环境逐步恶化。元素地球化学特征也记录了该时期的气候环境变迁过程,CIA值、Al_(2)O_(3)/Na_(2)O、K_(2)O/Na_(2)O值及粘土矿物含量指示了红寺堡盆地晚更新世经历了干旱-温暖-干旱的古气候演化过程;Rb/Zr、Sr/Ba值反映红寺堡盆地萨拉乌苏组沉积时期为封闭的湖盆环境,沉积水体深度自萨拉乌苏组一段开始加深,在萨拉乌苏组二段达到最大深度,萨拉乌苏组三段水体逐步变浅直至马兰黄土沉积时期古湖彻底消亡。该研究成果从元素地球化学的角度为青藏高原东北缘晚更新世地层的沉积环境演化提供了新依据。

陕北曹家滩矿井富油煤地球化学特征及其沉积环境

为探讨陕北富油煤形成的沉积环境和控制因素,采用井下刻槽和钻探定向取样相结合的方法采集了曹家滩矿井2^(-2)煤的垂向剖面煤样,对样品的煤岩煤质参数和等离子低温灰化样的地球化学参数进行了系统测试,从有机显微煤岩组成和无机地球化学特征方面研究了2^(-2)煤层形成的沉积环境,探讨了焦油产率与沉积环境之间的关系,揭示了富油煤形成的主要控制因素。结果表明:曹家滩矿井2^(-2)煤层以亮煤、暗淡煤为主,显微煤岩组成以惰质组为主、镜质组次之,壳质组含量较少;低温灰化样无机矿物组成主要是方解石、石英和黏土,元素组成以Ca、Si、Fe、Al、S、Mg和Na为主;微量元素中大多数元素处于亏损,仅有Cs、Ba属于轻度富集;稀土元素含量均值9.91μg/g,低于世界煤均值68.47μg/g;煤相分析显示2^(-2)煤主要形成于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽中,成煤植物以低木本植物为主,整体属于弱还原的陆相淡水沉积环境、水动力条件弱,沉积期以温湿和干热的过渡气候为主,晚期出现了古气候由温湿向干热气候转变;显示了2^(-2)煤焦油产率与镜质组含量、凝胶化指数、Sr/Ba、Ni/Co、Ce/La等呈正相关关系,但与植物保存指数、植被指数及Fe_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)+CaO+MgO、MnO_(2)含量呈负相关关系。富油煤在分布上具有中高等镜质组含量、中高凝胶化程度和低木本组分的特征,即植物组织保存程度低、凝胶化程度较高、低木本植物,以及有适量的陆源碎屑物质供应、适量盐度的还原沉积环境更有利于富油煤的生成。

化学沉积法制备镍基双涂层及其耐蚀性能的研究

采用化学沉积法在45^(#)钢基体上制备了以Ni-P为底涂层、Ni-W-P为外涂层的Ni-P/Ni-W-P双涂层钢体,分别用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学工作站对双涂层的表面形貌和微观结构进行了表征,并对其耐蚀性能进行了研究。结果表明:双涂层具有非晶结构和少量微晶结构,孔隙率仅为1.94%,表面致密性优于Ni-P单涂层。未浸泡的双涂层钢体的腐蚀电流密度为8.58×10^(-7)A·cm^(-2),比45^(#)钢基体低了2个数量级。双涂层钢体的腐蚀速率仅为0.050 g·(cm^(2)·a)^(-1),低于45^(#)钢基体。在质量分数3.5%氯化钠溶液中浸泡10 d后,双涂层钢体的腐蚀程度非常轻,腐蚀电流密度增加非常缓慢,说明双涂层耐腐蚀性优于单涂层,可以为45^(#)钢基体提供更好的保护。

白云石晶体结构和地球化学特征对沉积环境响应:以扬子地台晚埃迪卡拉纪灯影组白云岩为例

受沉积环境的影响,在白云石形成过程中,其晶体结构与地球化学记录着相应的环境信息。本文以扬子地台晚埃迪卡拉纪灯影组杨坝剖面为例,通过系统采样研究了白云石的晶体结构和地球化学特征,明晰了基于岩石学和地球化学特征的灯影组沉积环境演化,归纳出了白云石晶体结构、地球化学特征与形成环境的耦合关系。结果表明:(1)杨坝剖面灯影组主要发育叠层石、核形石、泡沫棉石及凝块石等4种微生物白云岩和少量的晶粒、颗粒及角砾白云岩,垂向发育多期的微生物白云岩叠置韵律层,主要为局限台地潮坪相颗粒滩相。(2)地球化学分析表明,灯影组沉积演化过程为:一段主要为干旱气候、较高盐度的较浅水体,发育泥、粉晶白云岩沉积;二段下部水体加深、潮湿、低盐度,微生物白云岩最为发育;二段中上部水体总体相对较浅,湿度降低,盐度略增高;四段时水体先加深后迅速变浅,湿度逐渐降低,盐度亦逐渐增大。(3)研究区白云石晶体结构特征突显出典型的高Mg/Ca环境下流体参与形成,在干旱、高盐度的环境下,a/c值负偏,潮湿、低盐度的环境会导致晶胞参数a/c值正偏。有序度分布表明,随有序度的增加,a/c值逐渐靠近理想白云石。该结果不仅阐明准同生白云石晶体结构与形成环境关联,还揭示元古宇灯影组古海水环境特征。

化学气相沉积HfO_(2)涂层的制备及性能

采用化学气相沉积(CVD)法在难熔金属Mo表面制备厚约8μm的HfO_(2)涂层。通过HSC Chemistry软件从热力学角度探究CVD HfO_(2)的反应过程,分析HfO_(2)涂层的微观形貌、择优生长情况和纳米力学性能,测试涂层与基体的结合力及抗热震性。结果表明:HfO_(2)涂层与基体结合良好,在经历25~2000℃,100次循环热震后涂层表面未出现宏观剥落;划痕法测定的涂层附着力约23 N;在2.5~5μm波段,涂层表面平均发射率为0.48,将Mo在该波段的平均发射率提高了近5倍。

AZ31B镁合金表面电化学沉积LDH涂层及其耐腐蚀性能研究

为提高AZ31B镁合金的耐腐蚀性能,优化了原位电化学沉积层状双金属氢氧化物(Mg-Al-LDH)涂层的工艺参数。配制了不同浓度的溶液,用原位电化学沉积方法在AZ31B表面沉积了一层LDH涂层,用硬脂酸修饰后得到SA-LDH复合涂层。测试了其微观组织和化学成分,利用电化学极化和交流阻抗(EIS)实验表征了涂层的耐腐蚀性,确定优选的电化学沉积工艺对其组织性能的影响。结果表明:优选的溶液浓度为0.05 mol/L时,所得涂层表面多孔,与基体结合良好。X射线衍射能谱(XRD)中存在LDH(003)与(006)两个特征峰。极化曲线显示LDH涂层腐蚀电流密度为9.21×10^(-6) A/cm^(2),与无涂层镁合金相比降低两个数量级,SA-LDH涂层的腐蚀电位提升到-1.33 V。在3.5 wt.%NaCl溶液浸泡后的LDH涂层交流阻抗显示阻抗模值和频率增加,表现出较好耐腐蚀性。添加硬脂酸可以在涂层表面形成一层超疏水薄膜,能够有效地阻碍腐蚀介质Cl^(-)对AZ31B镁合金的渗透侵蚀。