一种嵌入钴铁合金的氮掺杂碳纳米管应用于锌空气电池

开发一种高活性、高稳定性的可逆析氧/氧还原反应(OER/ORR)双功能非贵金属电催化剂对于可充电锌–空气电池的商业化至关重要。在此,我们通过简单的热解策略,成功地构建了一种嵌入CoFe合金N掺杂碳纳米管(CoFe-NCNTs)的强效双功能氧电催化剂。钴铁合金作为双功能催化剂中最为优异的活性位点,而N掺杂碳纳米管又在增强导电性以及串联各个活性位点方面有着卓越的表现。因此,CoFe-NCNTs在ORR (E1/2 = 0.88 V)和OER (EJ=10 = 324 mV)分别表现出优异的氧催化性能。此外,基于CoFe-NCNTs的水性锌–空气电池的开路电压高达1.59 V,功率密度高达168 mW•cm−2,充放电稳定性高达800 h。

预处理对铜钴铁合金中钴浸出率的影响

主要研究了铜钴铁合金掺CaCO3焙烧对合金中钴浸出率的影响。合金分别添加5%、10%、15%、20%的CaCO3在900℃、1 000℃1、100℃、1 200℃、1 300℃下煅烧保温10 h,底层金属富集区与上层渣分离后破碎筛分,溶于H2SO4中。结果表明合金粉在900℃、1 000℃、1 100℃下煅烧时,钴浸出率随CaCO3添加量增加而提高;合金粉添加10%CaCO3在1 300℃下煅烧后浸出,钴浸出率达到峰值,约为95%,其后钴浸出率随CaCO3添加量增加而下降。

硅钢表面诱导共沉积钴铁软磁合金

针对硅钢的耐蚀性和软磁性能的问题,提出在硅钢表面诱导共沉积制备Co-Fe软磁合金镀层的工艺。采用SEM、XRD与VSM分析镀层微观形貌、相结构及软磁性能,并研究硫酸钴浓度、沉积电流密度、pH以及酒石酸钠浓度等工艺参数对镀层微观结构以及镀层元素含量的影响。结果表明:硫酸钴浓度20 g·L^(-1),酒石酸钠浓度45 g·L^(-1),pH=8,电流密度0.3 A·cm^(-2)为最优工艺参数,且镀层形貌致密,晶粒分布均匀;各个不同工艺参数下得到镀层的相结构均为Co7Fe3,且择优取向无显著差别;当钴含量达到65.11%时,饱和磁化强度达到209 emu·g^(-1)((A·m^(2))/kg),矫顽力低于4 Oe(1 Oe=79.6 A/m),镀层具有最优的软磁性能。在pH=5的酸性溶液中,钴铁合金镀层的腐蚀电位正移了0.012 V,自腐蚀电流密度降低为2.86μA·cm^(-2),具有更好的耐蚀性能。通过对硅钢表面诱导共沉积Co-Fe软磁合金进行研究,为今后的硅钢资源防护利用提供了新思路。

高活性镍钴铁三元合金电极的制备及析氢性能研究

为进一步提高镍基电极的析氢性能,采用恒电位沉积法,通过改变镀液中各合金的质量浓度比、沉积电位、沉积时间等条件,制备出一种高活性的镍钴铁三元合金电极。通过测定电极在1 mol/L的NaOH溶液中的极化曲线,得到最佳的沉积工艺条件为:36.25 g/L NiSO_4·6H_2O,1.25 g/L NiCl_2·6H_2O,5 g/L CoSO_4·7H_2O,7.5 g/L FeSO_4·7H_2O,10 g/L H_3BO_3,0.5 g/L抗坏血酸,1 g/L十二烷基硫酸钠,pH=4.0,电沉积电位-1.45 V,电沉积时间300 s。阴极极化曲线测试结果表明在5 A/dm^2的条件下,镍钴铁三元合金电极的析氢过电位降低至121 mV,相比于纯镍电极过电位降低近50%,相比于镍钴电极过电位降低近35%。

造渣熔炼——浸出方法处理Cu-Co-Fe合金的研究

研究了CaCO3和Na2SO3造渣焙烧对Cu-Co-Fe合金中钴浸出率的影响。1300℃下添加10%CaCO3造渣焙烧后钴的浸出率为95%,同时添加5%CaCO3和5%Na2SO3在1 300℃造渣焙烧后钴浸出率达到97%,比不焙烧直接用硫酸浸出的50%有很大提高。CaCO3为工业常用原料,成本经济,焙烧效果比Na2SO3好,但同时添加比单独添加以上两种试剂造渣效果明显。

影响缓冷钴冰铜磁选分离的矿物学研究

为了确定影响缓冷钴冰铜钴铜磁选分离效果的因素,以便改善磁选分离效果,采用光学显微镜、电子显微镜、电子探针以及化学物相分析等方法研究了缓冷钴冰铜包顶壳、上部(侧壁)、中部及底壳等部位的物相组成,钴、铁、铜的赋存状态,钴铁合金的产出特征等。结果表明:(1)钴冰铜中部硫含量明显高于壳部,壳部钴主要以强磁性钴铁合金形式存在,中部钴主要以弱磁性钴铁硫化相形式存在,上部(侧壁)钴处于钴铁合金及硫化相的过渡相。钴冰铜包中部钴的金属转化率仅为16.35%,这是影响钴铜磁选分离效果的主要因素。(2)钴冰铜中氧化亚铁均不同程度被氧化为磁铁矿,从壳部到中部,氧化亚铁颗粒的氧化程度越来越深,氧化亚铁粒度一般以小于0.020 mm的微细粒分布于斑铜矿基底相中,磨矿时难以单体解离是影响钴铜磁选分离的另一主要因素。(3)要想提高缓冷钴冰铜包中部钴的金属转化率及磁选分离效果,需要调控高温钴冰铜包中部的缓冷温度,防止熔点不同的物质发生偏析,尤其是低熔点硫化物向中部聚集;另外需要保持缓冷过程中冰铜的还原环境,防止弥散于基底硫化相中的氧化亚铁颗粒被局部氧化为磁铁矿。

铁助剂对乙酸自热重整制氢用CoxAl3FeyOm±δ催化剂的影响

生物质转化获得的生物质油可作为重要的制氢原料,选取生物质油的主要成分乙酸作为模型化合物,开展了乙酸自热重整催化制氢研究。采用共沉淀法制备了铁促进的类水滑石型钴基催化剂,用于乙酸自热重整制氢体系,并利用XRD、H2-TPR、N2低温物理吸脱附、TG等表征手段对催化剂进行表征测试。结果表明:通过共沉淀法获得了以类水滑石结构为前驱体的(Co/Fe)xAl2CO3(OH)y·z H2O物相;该前驱体经焙烧后获得的氧化物,其主要物相为氧化铝担载的尖晶石结构,包括CoAl2O4、Co3O4、Fe3O4、FeAl2O4等,BJH模型计算显示CoxAl3FeyOm±δ催化剂形成了介孔结构,其中Co0.45Al3Fe0.4O5.55±δ孔径分布集中在4nm左右,H2-TPR及XRD测试显示添加助剂Fe提升了催化剂还原度,并在还原过程中形成了CoFe合金;所获催化剂在乙酸自热重整反应中,氢气产率达到2.72 mol-H2/mol-HAc,并保持稳定。表征结果还显示,该催化剂在反应中结构稳定, CoFe合金稳定存在,并未出现积炭,表明催化剂具有抗氧化、抗积碳的特点。

电镀工艺条件与高饱和磁感应CoNiFe软磁薄膜的性能

研究电沉积钴镍铁合金工艺条件如电流密度、pH和温度以及镀层厚度对膜层性能的影响。用振动样品磁强计测试膜层的矫顽力Hc、磁化强度Ms及磁滞回线,用高频电感法测试膜层的磁导率μi,用四探针法测试膜层的电阻率ρ。结果表明,膜层的电磁性能与镀覆工艺条件相关,在最佳镀覆工艺条件下(电流密度10mA/cm2,pH=2.8,施镀温度25℃,时间10min)所得合金镀层光亮、致密,有较好电磁特性,Bs达1.9T,矫顽力Hc为1.15Oe,电阻率为45μΩ.cm,在1MHz下磁导率μi为602。

Inconel 617 and Stellite 6 alloys for tooling in thixoforming of steels

Thermal fatigue and high temperature wear are the two principle failure mechanisms for thixoforming dies. Samples of Inconel 617 and Stellite 6 alloys were submitted to thermal cycling under conditions which approximate thixoforming of steels and to sliding wear tests at 750 ℃. The experimental results thus obtained were compared with those of the X32CrMoV33 hot work tool steel. The Inconel 617 and Stellite 6 samples are much more resistant to oxidation and to softening than the hot work tool steel, providing a superior resistance to thermal fatigue cracking. The wear resistance of the Inconel 617 and Stellite 6 alloys at 750 ℃ is also markedly superior. The adhesive oxides growing slowly on Inconel 617 and Stellite 6 alloys sustain the wear action without spalling and are claimed to be responsible for the superior wear resistance of these alloys at 750 ℃.

陶瓷切割低钴金刚石圆锯片配方开发

选取了一种成本较低的超细铜钴铁合金粉去替代用于高硬瓷砖湿切的金刚石圆锯片刀头结合剂中的钴粉,研究其对锯片性能的影响。研究发现,替代后,产品切速有了一定的下降,但当钴粉价格较高,超过400元/kg时,产品的性价比有了较明显的提升,且替代比例越高,性价比优势越明显。该合金粉在钴粉价格高时性价比高,更适宜通用金刚石工具;钴粉性能有优势,更适宜专业金刚石工具。