强磁场作用下磁场梯度力对铜电解过程的影响

Cu^2+扩散性能和杂质离子含量是影响阴极铜质量的关键指标,通过在循环管道施加水平取向磁场调控Cu^2+扩散性能及强化铜电解自净化过程改善阴极铜质量。从磁分离与磁场影响水分子氢键缔合程度和离子水合作用的角度出发,开展水平取向磁场磁化铜电解液的实验,利用火焰原子吸收分光光度法、黏度计、毛细管、电镜扫描分别研究磁场梯度力对电解液铜酸浓度、杂质离子浓度、黏度、表面张力以及阴极铜表观质量的影响,分析水平取向磁场强化铜电解工艺的机理。结果表明:磁场梯度力一方面可放大铜电解液中的抗磁性离子和水分子的磁能,降低水分子间的氢键缔合程度和电解体系的活化能,加快铜电解反应速率,促进砷锑铋离子形成SbAsO4、BiAsO4以及AsSbO4的沉淀。增大溶解氧量和CaSO4的溶解度,促使镍铁锌离子表面形成氧化性保护膜,以提高电解液的清晰度和阴极铜的产量。同时,磁场梯度力可降低电解液的表面张力,导致电解液气泡增多而引发阴极铜表面生成气孔;另一方面,磁场梯度力可缩小顺磁性离子的磁能,增强离子水合作用,调控阳极溶解和阴极铜析出速度,降低铜损失量,改善阴极铜表观质量。综上可知,水平取向磁场作用于铜电解过程存在最佳磁感应强度。

稳恒平行磁场对循环电镀液Fe-Si复合电沉积的影响

以不同硅含量的Fe-Si合金颗粒及纯Si颗粒为原料,在稳恒平行磁场下采用循环镀液复合电沉积法制备Fe-Si复合镀层,考察了磁场强度、颗粒硅含量、电流密度对Fe-Si复合镀层形貌及镀层中硅含量的影响。结果表明,在无磁场情况下,随着颗粒硅含量的增加,镀层中硅含量显著下降;施加平行磁场后,随着磁场强度的增加,Fe-50%Si(质量分数,下同)、Fe-70%Si和纯Si颗粒获得的镀层硅含量显著增加,而采用Fe-30%Si颗粒在磁场强度高于0.3 T后获得的镀层硅含量呈下降趋势。同时,在梯度磁场力和磁流体力学效应(MHD效应)协同作用下,Fe-Si颗粒在镀层表面呈圆丘状分布。当电流密度为2 A/dm^2、磁场强度为0.5 T时,采用Fe-50%Si颗粒电镀获得的镀层硅质量分数可达21.23%。

磁场作用下钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀研究

随着科学技术的不断发展,生活中出现的磁场环境不断增加,而这种新型环境对于钢筋混凝土结构的钢筋的耐腐蚀性能会产生新的挑战。为了探究磁场环境对于钢筋混凝土结构中钢筋的耐蚀性能和锈蚀机理的影响,通过钢筋锈蚀实验观察钢筋锈蚀形貌,采用电化学工作站测量开路电位、极化曲线等技术研究了不同磁感应强度对模拟混凝土孔隙液中钢筋锈蚀行为的影响。研究结果表明:磁场使开路电位正移、腐蚀电位正移、腐蚀电流密度减小;磁场使钢筋锈蚀产物大量吸附于钢筋表面,使得钢筋锈蚀面积减小;磁场强度越大,对电化学腐蚀行为的影响越大。

磁场对铁在含亚硝酸根的氯化钠溶液中不同电位下极化电流的影响

采用动电位扫描极化曲线、恒电位极化和电化学阻抗谱研究了磁场对铁在含亚硝酸钠的氯化钠溶液中电化学行为的影响。结果表明:外加0.4T磁场使得自腐蚀电位下电化学阻抗谱中容抗弧半径变小;外加磁场导致阳极极化曲线在初期出现阴极电流,并在钝化区内降低外测电流密度;外加磁场增加高电位极化下的阳极电流密度。

弱磁场强化零价铁对水中污染物的去除效能及其作用机制

作为一种环境友好、价格低廉的水处理药剂,零价铁(ZVI)的低反应活性已成为基于ZVI水处理技术工程应用的一个重要障碍.如何提高ZVI对污染物的去除已成为目前研究的焦点,作者课题组近年来围绕探究弱磁场(WMF)对ZVI除有毒污染物的正面效应及其作用机制展开了系列研究.该系列工作明确了WMF能够提高ZVI对有毒金属离子的去除速率,探明了WMF强化ZVI除污染的作用机制主要是通过磁场梯度力实现的.为进一步探索磁场对零价铁除污染的正面效应,作者提出通过磁场预磁化来提高ZVI对水中污染物的反应活性,且考察了该方法强化不同来源零价铁去除不同污染物的广谱性.利用WMF强化ZVI对水中污染物的去除具有高效、操作简单、低成本、适用广泛以及无二次污染等优点,因而利用WMF是一种应用前景广阔的提高ZVI活性的水处理技术.