热处理温度对溶胶-凝胶法制备ZrH_(1.8)表面氧化锆膜层的影响

采用溶胶-凝胶法制备锆的醇盐,以锆的醇盐为前驱体涂在氢化锆表面制备氧化锆膜层以防止氢化锆中氢析出。研究了热处理温度对氧化锆膜层的物相组成、形貌及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)分析测试了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌及相结构。通过真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。结果表明,热处理温度在600℃以上时,可以在氢化锆表面获得致密并连续的氧化锆膜层;氧化锆膜层的阻氢因子PRF(permeation reduction factor)值随着热处理温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,当热处理温度为600℃时获得氧化锆膜层的阻氢因子最高,为8.6;氧化锆膜层主要由四方相氧化锆T-ZrO_2和单斜相氧化锆M-ZrO_2组成,并以单斜相氧化锆M-ZrO_2为主。

钢铁表面氧化锆转化膜的电化学性能及成膜机理

为发展环境友好型表面膜技术,采用浸渍法在45钢表面制备了具有一定耐蚀性能的氧化锆转化膜。用极化曲线研究了转化液主剂Zr4+浓度和pH值对膜层耐蚀性能的影响,并优化了成膜条件;采用电位-时间曲线研究了NO3-浓度对成膜过程的影响;采用扫描电镜(SEM)、能谱、开路电位和电化学阻抗谱(EIS)研究了转化膜的形貌、化学成分、成膜过程电位特性以及成膜过程不同阶段的阻抗谱特性;初步探讨了钢铁表面氧化锆转化膜的成膜机理。结果表明:35℃成膜5 min,最优的Zr4+浓度及pH值分别为0.16 g/L和4;NO3-浓度对成膜过程的影响有限;转化膜主要由Zr,Fe,O组成,为纳米颗粒组成的无定形膜;成膜过程类似于碱性阴极成膜,可以分为基体酸蚀活化、膜快速生长、膜减速生长、膜动态稳定以及膜溶解5个阶段;成膜时间在300 s左右,锆系转化膜耐蚀性较优。

氧化锆超滤膜孔径的影响因素研究

以草酸氧锆为前驱体，采用溶胶－凝胶法进行氧化锆超滤膜的制备研究发现，实验范围内溶胶组成．凝胶膜干燥方式、膜厚以及相变对氧化锆超滤膜的孔径没有显著影响，孔径均在２０～３０ｎｍ范围内；随着烧结温度的升高，膜的孔径由２３．９ｎｍ增大到４４．９ｎｍ，纯水通量亦随之增大。

铝合金表面氧化锆转化膜的结构与性能

采用氟锆酸工艺在AA6061铝合金表面制备出氧化锆转化膜,用扫描电镜和能谱仪分析了氧化锆转化膜的组织形貌和结构,采用电化学方法和中性盐雾试验研究了氧化锆转化膜的耐蚀性能。结果表明,制备出的氧化锆转化膜为无色膜,主要由Zr和Al的氧化物组成。氧化锆转化膜的耐腐蚀性能优异。涂覆环氧树脂漆或聚氨酯漆后的涂层可以通过1500h的中性盐雾试验,氧化锆转化膜可以用作铝合金的涂漆前预处理膜。

氢镍电池材料用氧化锆布膜中铁的测试研究

运用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行氢镍电池材料用氧化锆布膜中铁的测试研究。介绍了铁的最佳测试条件,对样品的消化处理,以及在测试过程中对样品干扰因素进行了分析。测定样品中铁含量相对标准偏差均小于1.0%(测定次数n=6),加标回收率均在97.0%～98.3%(n=6)范围。该方法具有简便、快速、灵敏度高、重现性好等特点,准确度与精密度均能满足氢镍电池研制工作的要求。

氧化锆布膜中硅含量的火焰原子吸收光谱分析

提出用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中硅含量的测定.通过进行分析线、光谱通带宽度、燃烧器高度、灯电流、共存离子的影响等试验表明：该方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、容易掌握、分析周期短等优点.其相对标准偏差均小于1.0%（n=6）.标准加入回收率均为98.3%-100.9%（n=6）范围内.可以作为检测镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中硅含量的一种手段.

镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中铝含量的分析测试技术

运用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中铝含量的分析测试技术,建立了铝的共振线、灯电流、火焰燃烧比等最佳实验条件.显示出该方法具有很好的灵敏度和重现性,具有操作简便、容易掌握、分析周期短、干扰小等优点.测定样品铝含量的相对标准偏差均小于1.0%(n=6).标准加入回收率均在97.5%～98.6%范围内.适用于镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中铝含量的控制分析和样品系统分析.

Zr-Sn-Nb锆合金氧化膜中典型相结构的第一性原理研究

采用第一性原理计算和热力学方法,研究了Zr-Sn-Nb合金氧化膜中典型氧化物m-ZrO_(2)、t-ZrO_(2)、t-SnO、t-SnO_(2)、t-NbO_(2)和m-Nb_(2)O_(5)的热稳定性,探讨了O化学势以及腐蚀介质的温度和压力对氧化物稳定性的影响。结果表明:氧化物稳定性由强到弱的顺序为Zr氧化物、Nb氧化物和Sn氧化物,氧化膜中典型析出相β-Nb的氧化速率小于Zr基体,与试验结果相吻合;贫氧区NbO_(2)和SnO比较稳定,而富氧区Nb_(2)O_(5)和SnO_(2)比较稳定,这与试验中NbO_(2)常出现于氧化性较弱的去离子水环境中,而Nb_(2)O_(5)常出现于氧化性较强的碱性水中的结论相一致。

三乙醇胺及三乙醇胺/尿素复配物对氧化锆转化膜性能的影响

目的为了提高钢铁表面氧化锆转化膜的耐蚀性。方法以Q235钢片为研究对象,在基础成膜液中分别添加不同质量浓度的三乙醇胺及三乙醇胺与尿素复配物,制备氧化锆转化膜。通过Tafel极化曲线和交流阻抗探讨氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的电化学行为,利用扫描电镜观察氧化锆转化膜的表面形貌,在氧化锆转化膜上涂不同底漆,采用划圈法测试漆膜的附着力。结果在氧化锆基础成膜液中添加100 mg/L三乙醇胺所制得的氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的自腐蚀电流密度为1.66×10-5 A/dm^2,钝化区域最宽,阻抗最大,耐蚀性最好。用尿素代替50%三乙醇胺,其所制得的氧化锆转化膜在5%NaCl腐蚀液中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度变化不大,钝化区域略有加宽,但阻抗弧明显加大。在氧化锆基础成膜液中添加三乙醇胺及三乙醇胺与尿素复配物制得的氧化锆转化膜,分别经过2%硅醇封闭液和5%硅烷封闭液封闭处理后,与低表面处理环氧底漆和改性环氧底漆漆膜附着力为1级。结论在基础成膜液中添加三乙醇胺和三乙醇胺与尿素复配物后可提高Q235钢耐蚀性,氧化锆转化膜分别经过2%硅醇封闭液和5%硅烷封闭液封闭处理后,均与低表面处理环氧底漆和改性环氧底漆保持良好的附着力。

Zr-Nb系合金氧化膜的相图计算与热力学分析

为了理解锆合金耐腐蚀性能,评估了文献中Zr-Nb-O体系的相图及热力学信息,并利用Pandat软件进行了热力学优化。在此基础上采用相图计算方法,研究了具有不同Zr、Nb、O含量的化合物,获得其相结构及其含量。结果表明:锆合金氧化膜主要相结构是单斜ZrO_(2),这与前人的试验结果一致。进一步揭示了氧化膜相结构演化规律,阐述了前人试验中氧化膜的不同相结构形成机制。另外,利用第一性原理计算方法,从原子层次揭示了锆合金氧化膜中各种相结构随成分变化的原因。最后,分析了锆合金氧化膜相结构的相图计算结果与试验结果的差异。

氧离子辐照辅助沉积锆膜的组成特征

采用双离子束技术制备Ｚｒ—Ｏ薄膜，由氩离子溅射沉积锆的同时进行氧离子辐照，对形成的Ｚｒ－Ｏ薄膜进行了ＲＢＳ及ＸＰＳ分析．结果表明，形成膜均由三部分组成：表面的碳沾污层，Ｚｒ－Ｏ体部分及膜与基体的界面过渡层．改变氧离子束流密度，膜体部分的Ｏ／Ｚｒ原子比值由０升至２．３。碳沾污层及过渡层的厚度并不随氧离子束流的增加而变化。不同Ｏ／Ｚｒ比值膜的锆氧化物通过Ｚｒ的化学位移测量进行了鉴定。

ZrO_2膜的相结构与显微组织

用 X射线衍射和扫描电镜研究了 Zr O2 膜的晶体结构和显微组织。结果表明 Zr O2 膜的相结构为立方氧化锆 (c- Zr O2 ) ,晶粒尺寸细微。发现 Zr O2 膜中存在具有 (111)面织构的柱状晶结构 。

在粗糙基片上成膜的物理模拟

用射频溅射法在粗糙基底上制备了ＺｒＯ２ 膜，模拟了在该种条件下膜的表面形貌、空腔的形成规律，提出了在粗糙基底上镀制性能均匀、稳定薄膜的对策．

ZrO_2薄膜离子导电性能的研究

用四电极法测量了自制ZrO2-9% Y2O3电解质薄膜的高温电导率，并研究了其离子导电性能。结果表明，高温下ZrO2薄膜的电导率比块状ZrO2材料大一个数量级，ZrO2薄膜的电导率与温度之间的关系满足Arrhenius方程，符合离子迁移数大于0.99的要求。

pH敏感型管式陶瓷复合膜的制备

采用硅烷偶联剂KH-570在乙醇溶剂中以盐酸溶液为催化剂进行水解后对管式ZrO2陶瓷膜进行表面修饰,进一步用化学接枝法将丙烯酸单体接枝到改性ZrO2陶瓷膜上,制备pH敏感型陶瓷复合膜.系统考察了不同偶联反应条件对氧化锆陶瓷膜的硅烷化改性效果的影响;研究了丙烯酸单体浓度对pH敏感膜渗透通量及pH开关系数的影响.通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)及水通量测定等对改性前后膜结构和pH敏感性能进行分析.结果表明,在以乙醇为溶剂进行硅烷化改性后,成功引入了碳-碳双键,并将丙烯酸成功接枝在陶瓷膜表面;单体浓度对pH敏感的膜通量及pH开关系数有重要的影响;所制备膜显示了良好的pH敏感性能.

锆制P_4阀在尿素生产中的应用

用纯锆、预膜锆制作尿素合成塔高压调节阀(P_4阀),在现场工况条件下运行,并与钼二钛、铜二铌、A4不锈钢等材质制作的阀进行对比试验,结果表明:用氧化预膜锆制造的尿素高压调节阀,其抗蚀性和耐冲刷性能最佳,完全能满足尿素生产的要求。

YSZ-Al_2O_3多孔复合膜的制备和表征

制备了氧化钇稳定的氧化锫(YSZ)膜层与氧化铝支撑体之间组分递变的YSZ-Al2O3复合膜层.为提高分离膜层的性能,考虑了组分递变及膜层厚度的控制.结果表明,复合膜层的热膨胀系数和烧结收缩率随着YSZ组分的增加而增加;烧结收缩率是选择复合膜层组分时应该考虑的主要因索.YSZ体积分数分别为20％和80％的YSZ-Al2O3双层多孔复合膜,其可几孔径分别为0.72 μm和0.36 μm.该复合膜既是性能优良的微滤膜,也是制备氧化锆超滤膜和纳滤膜的良好支撑体.

基于梯度扩散薄膜技术的太湖金属和营养盐区域污染特征分析

本研究利用梯度扩散薄膜技术(Diffusive gradients in thin-films,DGT)对太湖7个湖区的水体和沉积物中金属与营养盐有效态含量进行原位监测,并分析污染物的区域特征。结果表明,DGT所测有效态浓度低于传统化学方法所提取浓度,且能实现低浓度、多元素同时监测。具体来看,太湖水体中金属的DGT有效态含量较低,区域差别较小。沉积物中9种典型金属的DGT有效态含量排序为Fe>Mn>Zn>Ni>As>W>Co>Mo>Cu,其中,Fe、As、Zn、Ni和W在竺山湾、梅梁湾和贡湖污染相对较重,在湖心区、胥湖和东太湖污染相对较轻,其余金属分布较平均且含量较低。与金属不同的是,太湖水体中DGT所测的有效磷(P)含量整体较高,最高值出现在贡湖,达83.2μg·L^(-1)。沉积物中DGT有效态P的区域分布更明显,以竺山湾、梅梁湾和沿岸区污染相对较重,最高值出现在竺山湾,达500μg·L^(-1)。对比沉积物和水体中DGT有效态P含量发现,竺山湾、梅梁湾和沿岸区沉积物可能是P的主要储存场所,具有潜在释放风险。