PEMFC金属双极板金涂层原电池腐蚀机理研究

为了追求低接触电阻和高耐腐蚀性能,金涂层虽然成本高昂但是仍然在金属双极板涂层中得到广泛应用。通过镀金涂层金属双极板在3000 h电堆实际测试分析了金涂层的电化学腐蚀情况,同时采用电化学加速测试分析了其原电池腐蚀机理。研究结果表明,金属双极板金层在寿命测试过程中首先因为点蚀而出现轻微缺陷,钛层裸露到质子交换膜燃料电池(PEMFC)的酸性环境中而与金层形成原电池腐蚀。本研究将有助于提出缓解金涂层腐蚀失效的方案,为镀金涂层金属双极板在PEMFC上的应用提供理论指导。

Ni基自熔合金涂层与钢基材的界面形态及其作用

对采用氧 -乙炔火焰喷焊、等离子喷涂后氧 -乙炔火焰重熔与等离子喷涂后炉内重熔三种工艺制备的WC增强Ni基自熔合金涂层与 38CrMoAl钢基材的结合界面形态的研究表明 ,在涂层熔化过程中 ,涂层与基材之间发生成分的互扩散 ,以基材中的元素Fe向熔融涂层中的扩散为主 ,其扩散程度对涂层与基材能否形成良好的冶金结合具有决定性的影响。当结合界面处的基材表层温度足够高时 ,基材中的元素Fe向涂层中的扩散量较大 ,扩散距离较长 ,在界面处就能够形成致密完整的Fe -Ni单相固溶体组织白亮层 。

炉熔处理对等离子喷涂Ni基WC型自熔合金涂层组织形态的影响

研究了等离子喷涂Ni基WC型自熔合金涂层炉熔处理前后的组织形态。结果表明 ,经重熔处理后 ,涂层由富含孔隙、未熔颗粒的层状结构转变为致密的结晶组织结构 ,涂层与基材由机械咬合结合转变为冶金反应扩散结合 ,涂层的内聚强度和涂层 /基材的结合强度都得以显著改善。涂层的相组成在重熔前后变化不大 ,均主要由γ Ni固溶体相 ,Ni B(Ni2 B) ,Cr B(CrB) ,Ni Si(Ni5Si2 )和WC硬质相等组成。由于等离子喷涂是一种快速凝固工艺 ,在喷涂态涂层中形成了部分非晶相 ,经重熔处理后 ,非晶相发生完全晶化。

感应重熔Ni60自熔合金涂层的组织结构

采用扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射等测试手段，对Ｎｉ６０感应重熔涂层组织结构进行了研究。发现感应重熔Ｎｉ６０涂层明显呈３区分布，从界面开始依次为固溶体区、条状相区和块状相区，并揭示了条状相区的形成原因及影响因素。

钴基自熔合金涂层的耐磨性能研究

用真空熔烧方法在 40Cr钢表面制得钴基自熔合金涂层。用金相显微镜和X射线衍射仪测定了涂层的硬度。比较了钴基自熔合金涂层与GCr15钢、激冷铸铁的耐磨性。结果表明 ,涂层主要由Co基固溶体、共晶体和碳化物组成 ,真空熔烧钴基自熔合金涂层的耐磨性比GCrl5钢、激冷铸铁的要高。

快速制备金属基固相微萃取金涂层用于环境水样中痕量苯并[a]芘的测定

本文以刻蚀不锈钢丝作为固相微萃取（SPME）纤维基体,用化学沉积技术快速制备了亚微米金颗粒涂层,与高效液相色谱（HPLC）联用,用苯并[a]芘（B[a]p）评价了SPME金涂层的萃取分离性能,优化了实验条件。实验结果表明,该金涂层与基体结合牢固、稳定性好、寿命长、制备简单。所建立的金涂层SPME-HPLC法测定B[a]p线性范围为25-5 000ng/L,检出限（S/N=3）为12.50ng/L;对于4μg/L的B[a]p溶液,制备的单一金涂层SPME-HPLC分析结果的相对标准偏差（RSD）为4.86%（n=6）,重复制备的金涂层SPME-HPLC分析结果的RSD为7.81%（n=6）。实际水样中B[a]p的加标回收率在94.25%-110.9%之间,RSD为2.67%-10.24%。

纯钛表面溅射金涂层对两种瓷粉钛-瓷结合强度的影响

目的探讨纯钛表面溅射金涂层处理对两种钛专用瓷粉结合强度的影响。方法按ISO9693要求制备纯钛标准试件40个,根据烧结瓷粉的种类(SP:Super Porcelain Ti-22;TC:Triceram)和钛基底片是否溅射金涂层(Au)平均分为4组(AuSP、AuTC、SP、TC组),每组10个试件。各组试件烤瓷后三点弯曲法测定钛-瓷结合强度,使用SPASS 20.0软件进行统计学分析。体视显微镜观察试件瓷层剥脱后的界面并分析其断裂模式,场发射扫描电镜观察钛-瓷结合界面形貌并进行能谱分析。结果AuSP组结合强度为(36.32±1.36)MPa,显著的高于SP组(28.91±3.80)MPa(P<0.05),而AuTC组和TC组两组结合强度无统计学差异(P>0.05)。AuSP组断裂模式主要为混合断裂模式,其余各组均为界面断裂模式。场发射扫描电镜发现溅射金涂层组钛-瓷界面结合紧密,能谱分析显示金涂层组氧元素和钛元素扩散深度均呈明显下降。结论在本研究条件下,预成纯钛表面溅射金涂层能够抑制氧和钛元素的扩散,提高SP瓷粉的钛-瓷结强度,但是对TC瓷粉的钛-瓷结合强度未见明显效果。

Ni基WC型自熔合金重熔涂层的制备与耐磨性能研究

研究了 Ni基 WC型自熔合金涂层的炉熔制备工艺 ,并考察了涂层的耐磨性能。结果表明 ,在确保涂层不发生过熔流淌的前提下 ,延长保温时间并降低冷却速度能够获得组织致密、无裂纹的高强度涂层 ,并促使涂层与基材间发生成分扩散形成冶金结合。经重熔处理后 ,Ni基 WC型自熔合金涂层的耐磨性得以显著提高。离子氮化没有明显改善 Ni基 WC型自熔合金涂层的耐磨性能 ,但是显著提高了未添加 WC的 Ni基自熔合金涂层的耐磨性能 ,其耐磨性能从比 38Cr Mo Al气体氮化钢差 4～ 5倍提高到优于氮化钢 2～

自组装金纳米粒子涂层对环境水样中紫外线吸收剂的固相微萃取

以刻蚀不锈钢丝为基体,采用化学沉积法在表面沉积金纳米粒子（AuNPs）,修饰一层1,8-辛二硫醇分子后,再自组装一层AuNPs,制备了高强度AuNPs涂层固相微萃取（ SPME）纤维,并与HPLC联用,以常用紫外线吸收剂为例,评价了AuNPs-SPME纤维的萃取分离性能。当萃取时间为30 min、温度为55℃、搅拌速率为800 r/min, pH=7时,萃取效果最好。在优化的萃取条件下,所建立的AuNPs-SPME-HPLC法测定4种紫外吸收剂（2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-乙基己基-4-（N,N-二甲氨基）苯甲酸酯、2-乙基己基-4-甲氧基肉桂酸酯和2-乙基己基水杨酸）的线性范围为0.004~200μg/L,检出限为0.43~570 ng/L （S/N=3）,相对标准偏差（RSD）在1.9%~4.2%（n=5）之间。河水、废水处理厂的废水以及雨水样品中紫外线吸收剂的加标回收率在77.9%~108%之间,RSD为3.1%~8.0%（n=5）。

钛合金表面溅射金涂层时间对钛瓷结合强度的影响

目的:探讨钛合金表面不同的溅射金涂层时间对钛瓷结合强度的影响。方法:制作圆形钛合金片64个(直径10 mm,高度0.5 mm),根据溅射金涂层时间的不同分为8组(n=8):500 s(Au500),600 s(Au600),700 s(Au700),800 s(Au800),900 s(Au900),1000 s(Au1000),1100 s(Au1100),对照组仅作喷砂处理记为SB。采用抗剪切强度测试法测量钛瓷结合强度,结果进行统计学分析;体视显微镜观察各组试件的钛瓷断裂模式。结果:Au800组和Au900组的剪切强度分别为(19.37±0.74)MPa和(17.67±1.43)MPa,显著高于SB组(15.04±0.87)MPa(P<0.05)。体视显微镜显示各组钛瓷断裂模式均为混合断裂。结论:在本研究条件下,溅射金涂层能明显提高钛专用瓷粉(Super porcelain Ti-22)与钛合金之间的结合强度,800 s为最佳处理时间。

利用金涂层纳米颗粒使得检测超低水平的miRNA成为可能

在一项新的研究中,来自澳大利亚新南威尔士大学的研究人员发现了一种检测血液样本中超低水平microRNA(微小RNA, miRNA)的新方法,这可能能够更快地和更有效地诊断癌症和其他疾病。他们使用纳米颗粒结合靶miRNA,使得它们易于提取。这种方法的一个主要益处之一是即便miRNA在血液样本中的含量很少,它也是有效的,而在此之前,需要更多的样本来提取类似数量的miRNA。

离子氮化处理对涂层组织与耐磨性能的影响

研究了NiCrBSi自熔合金炉熔涂层的离子氮化后处理工艺 ,考察了离子氮化处理对涂层组织与耐磨性能的影响。结果表明 ,NiCrBSi合金涂层经离子氮化处理后 ,在其表面区 (宽度约 50 μm)形成了弥散分布的尺寸小于 5μm的颗粒状氮化物相 (如CrN、BN等 ) ,表面硬度从 80 0HV0 .0 1 提高到 130 0HV0 .0 1 左右 ,耐磨性能因此得以显著提高 ,从 38CrMoAl氮化钢的 2 0 %～ 2 5%提高到优于氮化钢 2～ 3倍。由于已存在高硬度WC颗粒相的强化作用 ,含 2 0

自熔合金炉内重熔结合机理分析

分析了自熔合金炉内重熔工艺的特点 。

金属喷涂工艺与设备

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表面处理对激光选区熔化成型纯钛钛瓷结合强度的影响

目的:探讨表面处理对激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成型纯钛钛瓷结合强度的影响。方法:采用SLM技术制作纯钛条64个,钴铬合金条16个(25.0 mm×3.0 mm×0.5 mm)。根据喷砂压力及中间层将纯钛试件分为4组,TB1组为0.25 MPa喷砂的粘接瓷组,TG1组为0.25 MPa喷砂的金涂层,TB2组为0.45 MPa喷砂的粘接瓷,TG2组为0.45 MPa喷砂的金涂层,各组一半烤瓷试件进行10 000次冷热循环实验(n=8)。以0.25 MPa及0.45 MPa压力喷砂的钴铬合金金瓷结合强度作为对照,记为C1、C2组(n=8)。利用经典三点弯曲实验测试烤瓷试件的金瓷粘接强度,使用激光扫描共聚焦显微镜测量纯钛表面粗糙度,使用场发射扫描电镜观察钛瓷结合界面形貌,使用体视显微镜观察瓷剥脱后钛表面形貌并分析断裂模式,采用Graphpad Prism 8.0软件包对数据进行统计学分析。结果:钛瓷结合强度TG2组(40.16±3.97) MPa显著高于TB2组(36.32±1.44) MPa,TG1组(37.38±2.39) MPa显著高于TB1组(33.75±2.31) MPa(P<0.05),TB2组显著高于TB1组(P<0.05)。冷热循环后钛瓷结合强度未见明显下降。喷砂压力从0.25 MPa增加至0.45 MPa时,钛表面粗糙度随之显著增加(P<0.05)。纯钛组断裂模式均为混合断裂。结论:本实验条件下,与粘接瓷相比,金涂层可显著提高Ti22瓷粉与SLM纯钛的结合强度,增加喷砂压力可进一步改善钛瓷结合。冷热循环10 000次后,钛瓷结合强度未见显著降低。

真空熔结工艺研究进展

介绍了真空熔结工艺的特点及影响因素,并综述了真空熔结工艺制备自熔合金涂层、复合涂层和梯度材料的研究现状。

低功耗芯片级原子钟物理系统热分析

对一种基于玻璃隔热桥结构芯片级原子钟物理系统进行了热学分析。通过理论方法对真空下无封装外壳物理系统各个导热路径进行了分析,同时用有限元方法分析了镀金涂层对其功耗的影响,并且进行了实验验证。实验表明:无封装外壳情况下,在工作区部分外表面镀金涂层可以使物理系统总功耗从93.6 mW降低到72.4 mW,实验值与有限元仿真结果一致。最后对真空下有封装外壳物理系统进行了有限元仿真,仿真结果表明:给工作区部分外表面镀金涂层物理系统盖上封装外壳,可以使物理系统总功耗降低至57.2 mW,在基座和封装外壳内表面都镀上金涂层可以使物理系统总功耗进一步降低至34.8 mW。

铜合金表面巯基官能有机硅溶胶-凝胶涂层中TEOS含量对其防腐性能的影响

以巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为有机前驱体,以正硅酸四乙酯(TEOS)为无机前驱体,盐酸为催化剂,经水解-缩合反应在Cu合金H62表面制备了高固含量的有机-无机杂化溶胶-凝胶涂层。利用红外光谱仪、动态光散射粒度分析仪对涂层的化学成分和溶胶粒子的平均直径进行表征,利用SEM观察涂层的表面和截面形貌,利用拉脱法附着力测试仪和电化学工作站对涂层的附着力和耐蚀性进行表征。结果表明:TEOS的加入有利于提高涂层的热稳定性。随着TEOS含量的增加,溶胶粒子的尺寸呈上升趋势,过量的TEOS会使涂层表面和内部产生孔洞和裂纹等缺陷。当TEOS和MPTMS的摩尔比为0.6时,涂层的交联密度较大且涂层缺陷较少,涂层的耐蚀性最佳。