镍铁氢氧化物-磷化钴复合电极电催化分解水研究

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF复合电极电催化析氢(HER)和析氧反应(OER)所需的过电势分别为141和372 mV。在电流密度为10 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF同时用作阴极和阳极电解水所需电压仅为1.61 V。NiFeOH保护层增强了CoP在电解水反应中的活性和稳定性,NiFeOH/CoP/NF复合电极在恒电流电解中表现出高的HER和OER稳定性,活性可维持60000 s,性能未见明显衰减。将NiFeOH/CoP/NF两电极电解池与GaAs太阳能电池组成光伏-电解水系统,该系统在100 mW/cm^(2)模拟光照条件下,太阳能至氢能转化效率达到18.0%,并可稳定运行200 h。

高速电弧喷涂Fe-Al涂层在高温磨损中的摩擦氧化行为

采用滑动磨损试验方法,研究从室温(23℃)至650 ℃高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层的摩擦氧化行为。结果表明,高温下Fe-Al涂层滑动摩擦因数降低的主要原因是磨损面发生摩擦氧化反应,形成了具有固体润滑作用的氧化物保护层,该保护层由Al2O3、Fe3O4及Fe2O3组成。氧化物保护层形成的机制是磨屑的动态氧化和微区热压烧结。涂层的扁平颗粒在摩擦磨损过程脱落成为磨屑;随着滑动摩擦磨损的进行,在Si3N4球的反复碾压及摩擦热的共同作用下,磨屑将不断地发生断裂、碎化及动态氧化而成为氧化物粉状屑,并通过微区热压烧结方式形成氧化物层,覆盖于磨损涂层表面。在高温下Fe3Al和FeAl金属间化合物相具有较高的强度和硬度,能有效地抵抗较高硬度的Si3N4球的压入及微犁削,使磨损面上的氧化物保护层不易开裂和脱落。

电缆护层保护器的性能及应用

为了降低护套对地过电压,避免外护层击穿,普遍使用护层保护器,保证电缆可靠运行。上海地区电缆护层保护器经历了从火花间隙,碳化硅阀片护层保护器、金属氧化物护层保护器的演变历史,近年来,国产金属氧化物护层保护器的性能正在逐渐提高,与国外随电缆引入的许多护层保护器性能相比,水平已经达到甚至超过。

水诱导磷化镍腐蚀及腐蚀抑制

过渡金属磷化物作为助催化剂广泛应用于电催化、光(电)催化、电化学储能等领域,但其在水介质中的稳定性研究较少。我们以磷化镍(Ni_(x)P)作为研究对象,详细研究了所制备的Ni_(x)P与水的反应行为。研究结果表明:Ni_(x)P与水反应生成H_(2),同时自身被氧化生成PO_(4)^(3-)和Ni^(2+),发生严重的化学腐蚀。腐蚀的程度与Ni_(x)P的晶体结构、元素比例等因素有关。通过在Ni_(x)P表面沉积NiO、ZnO、TiO_(2)保护层可显著抑制Ni_(x)P的化学腐蚀,提高Ni_(x)P在水介质中的抗腐蚀能力。

激光熔凝处理高铬钢的高温磨损性能

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)仪等分析手段对560,650和800℃下高铬钢激光熔凝前后磨损面的形貌、化学成分及氧化膜形态和物相进行了分析,研究了不同温度下的磨损机制及耐磨机理。结果表明,激光熔凝处理使高铬钢中脆性碳化物完全溶解,熔凝层生成致密的奥氏体枝晶及细小的M23C6型晶间碳化物。560℃时高铬钢发生磨粒磨损,磨损面出现大量细小的犁沟和碳化物颗粒,激光熔凝处理后失重量降低,表面以磨粒磨损为主,并伴随轻微的粘着现象。650℃时高铬钢因发生严重粘着导致增重,激光熔凝试样表面发生均匀氧化,形成具有固体润滑作用的氧化物保护层,抗粘着能力增强;800℃时高铬钢激光熔凝前后均增重,且熔凝试样的增重量较低,二者的磨损机制均为粘着磨损。