硫化物固-液界面电化学效应实验探讨

硫化物作为一类重要的常见矿物,目前国内外对其表面矿物学特征研究有限。具体到硫化物固-液界面处的行为机理,前人的研究程度就更低了。笔者自行设计了一个Fe_(1-x)S-Cr^(6+)原电池,通过实测电动势(E)、t-E关系曲线、溶液可见光吸收谱及其λ-A关系曲线,阐明硫化物与Cr^(6+)溶液间的界面行为机理。认为其界面行为过程为:硫化物溶解→离子反应(氧化还原)→吸附Cr^(3+)。该原电池与一般原电池结构不同,其主要差别在于将反应电极和测量电极分开,从而解决电极反应过程中的浓度极化问题,提高了电化学实验的精度。该研究成果有助于揭示矿物—液体相互作用机理,完善和丰富表面矿物学研究内容,深化界面成矿理论,并对环境治理、矿物材料应用等开发领域具有重要的参考价值。

激光冲击效应下的力学电化学微细刻蚀加工

在所构建的纳秒脉冲激光电化学加工系统中,利用激光辐照和脉冲电化学刻蚀复合的方法对铝合金进行了加工试验,研究了激光穿过溶液作用于物质时产生的力效应和电化学效应对加工质量的影响。试验结果表明:高能脉冲激光透过电解液辐照在工件表面时,激光在电解液中产生的冲击波力效应和射流冲击力效应会使工件发生弹性变形,从而改变电极电势,提高电流密度,加速了对工件的刻蚀。激光产生的力效应能够去除加工区的钝化层,使其发生电化学反应,而非加工区不发生反应,从而显著增强了电化学的定域蚀除能力。最后,利用力学电化学效应,在浓度为0.5mol/L的NaNO3溶液中实现了线宽140μm左右、深宽比较大的微细刻蚀加工,获得了较好的加工质量和成形精度。

常压供氢体系电场强化硫酸盐还原生物-电化学效应研究

针对氢气作为电子供体的硫酸盐生物还原速率缓慢的问题,设计生物电化学强化系统,采用附加直流电的方式,强化常压条件下供氢体系的硫酸盐还原过程.I≤1.50mA时,随着电流的增大,硫酸盐还原速率增大,最佳电流强度为1.50mA,平均还原速率是微生物单独作用的1.7～2.1倍.不同场强条件下电化学与生物学效应不同.当I≤1.50mA时,电化学对生物过程的强化机制可能是电场/磁场促进硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)增殖、提高酶活性及代谢活性.当I>1.50mA时,SRB活性受到电场的抑制,硫酸盐的代谢能力下降;当满足电势低于-0.69V、H2分压为1.01×105Pa时,体系发生以H2为还原剂的电催化还原过程,但二者共同作用下的硫酸盐还原速率低于I=1.50mA的情况.因此,基于能耗成本,施加低强度直流电场,利用电化学手段促进微生物的代谢,是强化常压供氢体系硫酸盐还原的重要途径.

7075铝合金的力学与电化学交互作用

用慢应变速率拉伸(SSRT)技术研究了7075铝合金在应力腐蚀过程中的力学与电化学交互作用。结果表明,外加极化会提高7075铝合金的应力腐蚀敏感性,这种通过极化而改变铝合金表面电化学反应从而影响断裂应力的现象是一种电化学-力学效应。然而,对于不同热处理状态的7075铝合金,外加极化对敏感性的影响程度不同。增加拉伸应力,7075-RRA铝合金的阳极极化曲线略向正移,滞后环面积扩大,但并不显著。这种拉伸应力对极化曲线的影响是一种力学-电化学效应,有利于应力腐蚀裂纹的扩展。铝合金在应力腐蚀过程中的电化学作用和力学作用是交互的,彼此促进的。

硫酸溶液中TC4合金电化学腐蚀与摩擦行为研究

针对钛合金冷拉拔出现的表面加工硬化、加工效率低;以及产品表面平整性差的现存问题,探索研究钛合金在腐蚀介质下的电化学腐蚀对其表面摩擦学行为的影响及其机制,以期为未来钛合金电化学拉拔工艺应用提供理论基础。采用球-盘式往复摩擦试验机、电化学工作站研究TC4钛合金在硫酸溶液中的电化学腐蚀摩擦行为,分析不同外加电位、滑动速度与摩擦系数、磨损形貌的关系。结果表明:滑动摩擦产生的接触区局部塑性变形促进了磨痕处阳极溶解,引起开路电位负移与腐蚀电流增大。当外电位从-0.3 V增大到1.0 V,摩擦系数先减小后增大。在外加阳极电位促进腐蚀作用下,试样表层的腐蚀产物能够对其表面形貌与磨损机制产生影响,从而有效改善TC4表面的摩擦学性能。

阳极氧化二氧化钛薄膜的光电化学防腐蚀特性

利用阳极氧化法制备TiO2 薄膜 ,并研究了薄膜的光电化学防腐作用 .XRD和SEM分析表明TiO2 薄膜由非晶和锐钛矿组成 ,其表面形貌较为粗糙 .在紫外光的照射下 ,测试了薄膜在模拟海水中的电极电位、极化曲线、电化学阻抗谱以及与碳钢的耦合电流 .结果表明TiO2 薄膜对碳钢在模拟海水中的腐蚀具有较好的光阴极保护作用 .

不同材质针灸针的电化学实验

目的 电化学原电池效应角度探讨针刺原理。方法 将银、铜、不锈钢针灸针经去氧化表面处理后 ,等距离分开 ,分别垂直刺入草莓、猪腿 (离体 )肌肉中 ,用电流、电压检测仪分别测量记录产生的相应电流、电压及其变化。结果 银、铜、不锈钢针灸针刺入草莓测到的电压 /电流 :分别为 2 61.91m V/( 16.7-2 ) μA,2 0 3.68m V/( 2 0 -2 ) μA,11.73m V/( 1-0 .1) μA;刺入猪肉测到的电压 /电流分别为 :42 2 .78m V/( 5 0 .1-2 ) μA,2 33.75 m V/( 30 -2 ) μA,5 0 .2 5 m V/( 3.3-0 .1) μA。结论 针刺含有电解质溶液的动、植物组织 。

导电胶带粘贴揿针能够数倍于普通揿针的自发电化学电流研究

目的:探求导电胶带固定揿针于机体表皮的覆盖区域是否会有较大幅度地增加该区域内的自发电化学电流。方法:将试验组(采用导电胶带固定揿针)与对比组(单用揿针)的针刺自发电化学电流所记录的数据(其中鸡肉样本数据24个,猪肉样本数据为48个),分组采用统计学方法进行比对、分析,数据采用t检验处理,P P ≤ 0.000均有极显著统计学意义。结论:采用导电胶带覆盖固定揿针于机体能够大幅度增加该覆盖区域的自发电化学电流。

低频和高频交流电场助燃对比及燃烧特征参数预测研究

为探究不同频率交流电场助燃的内在机制,利用定容燃烧试验平台比较了低频(40、60、80、100 Hz)和高频(15、20、25、30 kHz)交流电场对甲烷/空气稀薄燃烧(过量空气系数为1.2、1.4、1.6)火焰的影响,并利用机器学习方法对混合气的燃烧特征参数进行了预测研究。结果表明:低频和高频交流电场下,火焰在电场方向上均被拉伸,不同频率交流电场对火焰传播的促进效果处于同一量级,但低频交流电场下的火焰锋面更加稳定;高频交流电场对燃烧特性参数的影响更加显著,其对应的压力峰值和压力升高率峰值均比低频交流电场下变化更大;采用支持向量机方法构建的平均火焰传播速度和燃烧压力峰值的预测模型相关系数均高于0.998,平均绝对百分比误差和希尔不等系数分别小于1.093%和0.007,均具有良好的预测性能和泛化能力。研究进一步验证了低频和高频交流电场的助燃机制,证实了机器学习方法应用于基础燃烧特征参数预测的可行性,丰富了电场助燃理论。

限域石英纳米孔道实时监测点击化学反应

点击化学反应具有反应条件温和、高区域选择性等优点,被广泛应用于材料科学、药物科学、生物化学等研究领域。在单颗粒水平上,实时监测点击化学反应过程有助于揭示反应的各向异性及反应机理。本研究以具有电化学限域效应的石英纳米孔道作为传感器,对单个金纳米颗粒(AuNPs)上的点击化学反应进行了实时动态监测。在电渗流的驱动下,炔基化合物修饰的AuNPs进入孔道内部,在Cu+的催化下,AuNPs表面的炔基与金层上的叠氮基团发生点击化学反应,因此,AuNPs在孔道端部的滞留时间增长。相比于未发生点击化学反应时,反应过后“体积排阻效应”造成的阻断电流频率变大,阻断时间明显增长。因此,基于限域石英纳米孔道的分析方法为在单颗粒水平上实时动态监测化学反应提供了新的研究思路。

半导体超微粒的光电化学

介绍了近十年来半导体超微粒在光电化学方面的研究动态，与半导体块体对照，描述了半导体超微粒悬浮体系产生光电流的化学过程，说明了二者的区别以及后者的优越性，同时介绍了半导体超微粒复合体系的光电化学研究工作。

304不锈钢上纳米TiO_2涂层的制备与防腐蚀性能研究

采用溶胶–凝胶法和浸渍提拉法在304不锈钢上制备出均匀致密、彩色透明的纳米TiO2防腐蚀涂层。制备的最佳工艺条件是提拉4次,400°C热处理1h。在w(NaCl)=3%的NaCl溶液中的电化学测试表明,纳米TiO2/304不锈钢在有紫外光照射下其腐蚀电位低于304不锈钢基体。纳米TiO2涂层作为非牺牲性阳极对304不锈钢基体具有阴极保护作用和优异的防腐蚀性能。

阳离子基阻变存储器的研究进展

基于电荷存储的传统非易失存储技术越来越难以满足大数据时代对海量信息的存储需求,亟需发展基于新材料、新原理的非易失存储技术。基于阳离子电化学效应的阻变存储器具有结构简单、速度快、功耗低、可缩小性好、易于三维集成等优点,被认为是下一代非易失存储器的有力竞争者。然而,器件参数离散性大以及阻变机制不清晰严重阻碍了该类器件的快速发展。近几年,国内外学者通过材料和结构的优化设计显著提高了器件的性能,借助先进的表征技术阐明了器件电阻转变的微观机制,为阳离子基阻变存储器的大规模生产和应用奠定了科学基础。从材料改性、器件结构设计和微观机制表征三个方面综述了阳离子基阻变存储器的研究进展,并对其未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

利用白钨矿、氧化钼的直接还原合金化冶炼钨钼合金钢

介绍了氧化钼和白钨矿的物理特性及其应用于炼钢的热力学、冶炼工艺要点，建议在直流电弧炉冶炼钨钼合金钢的还原期进行电极极性转换，从而利用钢渣界面电化学效应提高钨、钼等合金元素的回收率，增强脱硫、脱磷、去气效果以及缩短冶炼时间。

高初始压力下交流电场对甲烷/空气预混球形火焰燃烧特性的影响

为了明确在高初始压力下外加交流电场对天然气预混火焰的影响,以甲烷/空气预混的瞬态球形火焰为研究对象,利用定容燃烧弹探究了在过量空气系数为1.2、常温298K、高初始压力300kPa下,加载电压有效值5kV的低频和高频交流电场对甲烷/空气预混火焰燃烧特性的影响。结果显示:低频条件(f=40,60,80,100 Hz)下,火焰传播速度分别增大17.41%、6.53%、3.99%、1.54%时,燃烧压力峰值分别增大2.06%、1.73%、1.04%、0.79%,质量燃烧率达到100%所用的时间分别缩短11.96%、10.27%、7.78%、3.74%;高频条件(f=10,15,20kHz)下,火焰传播速度分别增大13.69%、19.76%、22.21%时,燃烧压力峰值分别增大1.00%、2.37%、3.07%,质量燃烧率达到100%所用的时间分别缩短11.03%、14.94%、16.13%。对低频和高频交流电场的助燃机理--双离子风效应和电化学效应进行了具体的分析,分析结果与实验现象吻合,证明了电场助燃技术的可行性与有效性。

纳米结构导电聚合物和半导体膜的组装和表征

简述了近年来新发展的几种纳米结构导电聚合物和半导体的构建方法 ,并对所制备的纳米结构导电聚合物和半导体进行表征 ,发现一些如光电化学纳米效应、光电流谱拓宽和量子尺寸效应等有趣的现象 .

阵列基板栅极制程的Cu腐蚀研究

在大尺寸液晶显示器的薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)TFT工艺技术中,Cu正逐步取代Al作为电极材料。与Al电极制程相比,在进行栅极(Gate)制程时Cu容易发生腐蚀,这会降低产品良率。本文结合ADS(Advanced Super Demension Switch)显示模式下0+4掩膜板(mask)技术的Gate刻蚀制程和1+4掩膜版技术Gate光刻胶(Photo Resist,简称PR)剥离制程的Cu腐蚀现象进行分析,结合实验验证,确定Cu腐蚀原因,最终提出改善方案。实验结果表明:0+4mask技术的Gate制程中,ITO刻蚀液所含的HNO3会使MoNb/Cu结构电极的Cu发生电化学腐蚀;将电极结构更改为单Cu层则可以避免电化学腐蚀。在1+4mask技术的PR剥离(Strip)制程中,基板经历的剥离时间长或进行多次剥离或在剥离设备中停留,均会引起Cu腐蚀;增加剥离区间与水区间空气帘(Air Curtain)吹气量、增加TFT基板在过渡区间(H2O与剥离液接触的区间)的传输速度,管控剥离液使用时间等措施可以缓解Cu腐蚀。

不刺入真皮层埋针治疗11例足部骨痹疼痛近期疗效初探

目的:实施并探究解决足底、足部的骨痹(足部骨痹)疼痛的有效治疗方法。方法:采用0.2 mm长度的揿针对来我院就医的11例足部骨痹(足痹)患者进行埋针治疗,一周治疗1次,2周后评价治疗效果。结果:治疗11例,痊愈2例,显效5例,有效4例,无效0例,显愈率64%,总有效率100%。结论:采用揿针不刺入真皮层埋针治疗骨痹(足痹)疼痛的方法效果明显,从而为解决足底、足部骨痹(足痹)疼痛提供了新的治疗方法。

高频交流电场对预混稀燃火焰影响的机理分析

为了明确高频交流电场对火焰燃烧的影响机理,分别选取了初始压力为0.1、0.3、0.5 MPa的CH4/空气和初始压力为0.1 MPa的CH4/O2/Ar预混稀燃气,通过在定容燃烧弹内的网状电极上加载幅值为5 kV、频率为15 kHz的高频交流电场,对比分析了在高频交流电场下两种预混气火焰传播特性的异同,以及不同初始压力下CH4/空气火焰传播特性的异同。结果表明:加载高频交流电场后,随着初始压力的增大,电场对CH4/空气火焰面发展的影响程度逐渐减小,平均火焰传播速度增大率逐渐减小;随着过量空气系数的增大,加载电场后对CH4/空气火焰的拉伸作用逐渐减小,对CH4/O2/Ar火焰的拉伸作用逐渐增大,CH4/空气的平均火焰传播速度增大率逐渐减小,CH4/O2/Ar的平均火焰传播速度增大率逐渐增大,电场对两种混合气火焰传播的影响趋向相同。这说明在CH4/空气预混稀燃气中,高频交流电场影响火焰燃烧的电化学效应中电子与燃烧产物分子的振动碰撞及其后续的链式反应占据主导。在不同初始压力下,平均火焰传播速度增大率随着简化场的增大呈线性增大,说明利用简化场来衡量高频交流电场电化学效应的强弱是可行的。

腐蚀疲劳过程中瞬态极化电流的研究

研究了 0 8PVRe钢在 3.5 % Na Cl水溶液中的腐蚀疲劳行为 ,通过在阳极极化、阴极极化和腐蚀电位三种不同的电化学条件下对试样腐疲劳裂纹扩展速率的测量 ,揭示了瞬态极化电流的变化、腐蚀疲劳与电化学效应的关系。