深过冷Co-B合金外源触发形核行为及组织研究

合金的形核机制及其控制方法是凝固理论的重要研究领域之一。触发形核方式可自主控制形核过冷度,对研究形核理论及组织演变具有极大帮助。但熔体具有亚稳性,在实际处理时,外源性杂质引入熔体后将作为触发形核异质点,改变过冷度ΔT和再辉度ΔT_(R),显著影响后续凝固行为,该种现象更为普遍。本文通过玻璃包覆结合循环过热过冷方式,获得两类不同形核模式凝固的Co_(80)B_(20)合金。自发形核模式下,ΔT及ΔT_(R)分别为280和199 K,组织组成为Co/Co_(3)B细小规则共晶。外源性触发形核模式下,ΔT和ΔT_(R)降至122和21 K。组织转变为初生Co枝晶及晶间的Co_(23)B_(6)基体相。外源性杂质将降低f(θ),减小临界形核半径,降低ΔT,使得组织更加不均匀,在实际的熔体处理过程中应予以控制。

海绵负载Co-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了聚乙烯醇缩甲醛(PVFM)海绵负载的Co-B/PVFM催化剂,考察了硼氢化钠浓度、氢氧化钠浓度及反应温度对其催化硼氢化钠水解制氢性能的影响。结果表明,制氢速率随硼氢化钠的浓度及反应温度的升高而增大,随氢氧化钠浓度的升高呈先增大后减小的趋势,反应活化能为29.02 kJ/mol。在连续式反应器中Co-B/PVFM催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率可达12.0 L/min,可为1 kW的燃料电池供应氢气,并且催化活性持续100 min没有发生衰减,表现出极大的实际应用潜力。

Co-B非晶态合金催化肉桂醛液相选择性加氢制备肉桂醇的研究

本文首次报道Co B非晶态合金催化剂应用于肉桂醛 (CMA)液相选择性加氢制备肉桂醇 (CMO) ,考察了催化活性、CMO选择性及其得率以及不同温度预处理的影响。实验发现 ,Co B非晶态合金催化剂的催化活性和对CMO的选择性显著优于RaneyCo等催化剂 ,加热晶化后导致其催化活性显著下降而对CMO的选择性略有升高 ,根据XRD ,SEM ,XPS ,BET等一系列的表征 ,初步讨论了Co B催化剂催化性能与催化剂结构的关系。

Co-B合金在NaBH_4现场催化制氢中的应用研究

采用溶液法制备了Co-B前驱物,并经过不同温度的处理得到了一系列的Co-B合金。对Co-B合金的结构表征发现,随着热处理温度的增加,Co-B前驱物经历了一个由非晶态向晶态的转变过程,同时比表面呈逐渐下降的趋势。X射线衍射结果表明,CoxB合金在400℃下生成了CoB、Co、α-Co的混合相,并在温度升高到600℃以上完全转化为立方晶系的金属Co。在500℃下处理的Co-B合金,其主相为高活性的CoB,因而具有最佳的催化活性,在催化NaBH4的水解反应时每克催化剂可得到近3.0 L/min的制氢速率。

Co-B非晶态合金中电子转移问题的量子化学研究

根据Co -B非晶态结构的短程有序、Co和B之间是较强的化学作用以及化学键理论 ,设计了ComB2 (m=1～ 4)原子簇模型 ,用DFT方法对其进行高水平的量子化学计算 ,结果表明 ,模型体系ComB2 (m =1～ 4)中 ,B原子供给Co原子电子 ,这与非晶态合金的实验结果一致 ,同时存在B -B直接相连 ,为了比较 ,也选择了ConB (n =1～ 4)模型 ,计算结果与实验不符 ,说明ComB2 (m =1～ 4)原子簇模型更能反映非晶态的结构特点 .

纳米Ni-Co-B非晶态合金抗氧化行为的原位XPS研究

采用原位 XPS手段研究了纳米非晶态 Ni-Co-B合金中 B和 Co的抗氧化行为、表面组成与氧化处理条件之间的关系以及各元素含量随深度的变化趋势 .结果发现 ,氧优先氧化表面的元素 B物种 ,在元素态 B被完全耗尽后才开始氧化表面的元素态 Co物种 ,在元素态 B和 Co均被完全氧化后 ,元素态 Ni才开始被氧化 .另外 ,研究还发现 ,在氧化过程中 ,B和 Co的氧化物具有在表面富集的倾向 .正是由于 B和 Co的优先被氧化才保护了催化加氢反应中的活性中心——元素态

电沉积Ni-Co-B纳米晶合金代硬铬镀层

为解决电镀铬工艺严重污染环境的问题,制备低污染且具有良好外观的Ni-Co-B合金代硬铬镀层。采用单因素实验分别讨论电镀液组成及工艺条件对镀层硬度、外观、沉积速度及阴极电流效率等的影响,确定较优的镀液组成及工艺条件,考察优化条件下所得镀层经不同温度热处理后的镀层硬度,分析镀液的极化情况和200℃热处理1 h前后镀层的表面形貌、晶体结构及耐蚀性。结果表明:优化条件下得到的合金镀层为纳米晶结构,宏观上均匀光亮,微观上平整、无孔隙,经200℃热处理1 h后晶体颗粒进行重结晶,晶粒尺寸略有增大,镀层表面更加致密,硬度达10.875 GPa,高于硬铬镀层的,且耐蚀性与硬铬镀层的相当。该电镀工艺有望取代电镀硬铬工艺而获得广泛应用。

超声处理对非晶态Co-B催化性能的促进作用

以超细Co-B非晶态合金催化肉桂醛(CMA)液相选择性加氢制备向桂醇(CMO)为目标反应,考察超声波预处理对其催化性能的影响并根据催化剂系统表征,如XRD,TEM,SEM,XPS,DSC,BET等,对超声波预处理的影响机理进行了初步讨论。研究发现,控制反应时间为1.5h,则不管是新鲜的Co-B还是经过不同时间超声波预处理后的Co-B非晶态合金,其对肉桂醇的选择性均可达到100％,但超声波预处理对催化活性有显著影响。以128kHz的超声波处理Co—B非晶态合金时,随着超声时间的增加,CMA加氢反应中的吸氢速率、CMA的转化率和CMO的得率均显著增加,主要归因于超声波的分散作用导致催化剂比表面积增加;但超声时间过长(>20min),却又可导致对催化活性的抑制作用,归因于超声波空化产生的局部高温以及微射流的冲击使催化剂颗粒团聚,导致比表面积下降。

Co-B/γ-Al_2O_3非晶态催化剂的制备及其催化乳酸乙酯液相加氢性能

采用浸渍-还原法制备了负载型Co-B/γ-Al2O3非晶态合金催化剂,并将其应用于乳酸乙酯液相加氢制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)反应中,研究了其催化加氢性能.采用电感耦合等离子体(ICP)发射光谱仪、X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的性能进行了表征,考察了制备条件对催化剂性能的影响.结果表明,新鲜的Co-B/γ-Al2O3催化剂具有非晶态结构,Co-B均匀地分散在载体γ-Al2O3上.随着Co负载量的增加,催化剂的热稳定性提高,催化剂表面Co/B原子比增加.当金属Co理论负载量为30%(质量分数,w)时,Co-B/γ-Al2O3催化剂表现出最高的加氢催化性能,在160°C,氢气压力为6.0 MPa条件下反应9 h,乳酸乙酯的转化频率(TOF)为1.41 h-1,转化率达到93.63%,1,2-丙二醇的选择性达到96.10%.催化剂的加氢性能取决于其分散均匀的Co-B纳米粒子、较高的表面Co/B原子比及Co和B之间的电子转移效应.

Co-B非晶态合金超细微粒的热稳定性与催化性能研究

利用化学还原法制备了Co-B非晶态合金超细微粒,用电感耦合等离子体光谱(ICP)、电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、BET表面积测试及X光电子能谱(XPS)等手段对新鲜样品及经过不同温度热处理后的样品进行了表征,并用微型催化反应装置评价其CO+H2催化性能.结果表明,经过热处理后的样品不仅其表面组成和结构状态发生了变化,而且其催化性能也发生了明显变化,同时还表明非晶态Co-B合金超细微粒具有比其晶态更高的催化活性和独特的选择性.

化学镀Co-B合金工艺及结构研究

研究了以硼氢化钾为还原剂、酒石酸钠为络合剂的化学镀钻溶液及镀层的结构和硬度，讨论了镀液组成和工艺条件对沉积速度的影响。化学镀Co－B合金在镀态下为非晶态，随温度升高，依次发生晶化转变，析出Co2B相和α-Co向β-Co的同素异构转变。化学镀Co－B合金层镀态硬度为647Hv，经400℃×1h处理后可达峰值1073．4Hv。

苯选择加氢制环己烯Ru-Co-B/ZrO_2催化剂的研究

The RuCoB/ZrO2 catalyst was prepared by chemical reduction method,in which Ru was an active component,Co was a promoter and ZrO2 was a dispersant.The influences of the different contents of Co and ZrO2 and the different reducing agents on the catalytic characteristics were studied.The results indicated that the characteristics of the catalysts reduced by KBH4 were better than that by formaldehyde.When Co/Ru ratio was 2% and Ru/ZrO2 ratio was 13%,the snythetically catalytic characteristics of RuCoB/ZrO2 was the best, and γ40 and S40 reached 14239h-1 and 758%, respectively.

新型Ni-Mn-Cr-Co-B钎焊料的制备

采用真空中频感应炉熔炼+真空电弧炉熔炼+水冷铜模浇铸的工艺制备了Ni-Mn-Cr-Co-B钎焊料,确定了该钎焊料的热处理工艺参数和加工工艺条件,分析了工艺条件对材料组织和性能的影响。结果表明:Ni-Mn-Cr-Co-B合金在900℃加热后,应采用水冷的工艺,使第二相组织来不及析出,以便得到组织均匀的材料,从而使该合金硬度较低和塑性较好。该合金组织由基体γ-Ni(Mn,Cr,Co)固溶体、CrB相和Ni3B相组成。

WC/Co-B_4C复合材料的组织结构及力学性能

在Ｂ４Ｃ基体中掺入不同含量的 ＷＣ／Ｃｏ（其中 ＷＣ的质量分数为 ９４％；Ｃｏ为６％）；采用热压烧结法得到了高致密度的复合材料．当ＷＣ／Ｃｏ的体积分数达到４０％时，在１９００℃，３５ ｍｉｎ；３５ＭＰａ的条件下，复合材料的相对密度＞９８％，弯曲强度和断裂韧性分别为４５３ＭＰａ和 ８．７ ＭＰａ·ｍ１／２．利用ＸＲＤ； ＳＥＭ； ＴＥＭ分析了复合材料的物相组成及显微组织．研究了不同含量的 ＷＣ／Ｃｏ对复合材料力学性能的影响，并探讨了复合材料的增韧机制分析认为，复合材料致密度的提高是强度提高的主要原因；热膨胀系数失配产生的残余应力场是赋予材料高韧性的主要增韧机制，同时微裂纹的存在也是材料韧性提高的原因．

Mo掺杂Co-B非晶态合金的制备及催化硼氢化钠水解制氢性能

硼氢化钠作为金属氢化物,因具有储氢密度大、产氢纯度高、反应温度低、储存运输安全、能源循环利用率高等特点,成为目前产氢技术研究领域的热点之一。硼氢化钠水解产氢技术的关键在于催化剂。本研究采用化学还原法制备了掺杂助催剂Mo的三元非晶态Mo-Co-B纳米合金粉末,并将其用于催化硼氢化钠水解制氢。采用X射线衍射(XRD)仪、场发射透射电镜(FETEM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)对样品的结构、表面形貌、元素成分进行了表征。通过排水法进行NaBH 4溶液水解产氢反应,研究了催化剂的催化性能。结果表明,Mo的适量掺入能显著减小催化剂的粒径,增大其比表面积,提高Co-B催化剂的催化性能,但过量的Mo会导致粉末中的金属氧化物增多,不利于催化。当Mo/Co物质的量比为0.05时,催化剂表现出最佳的催化活性。此外,研究了催化剂用量、反应温度、NaBH 4浓度等因素对NaBH 4溶液水解产氢反应的影响。

室温固相反应制备非晶态Co-B纳米合金

用CoCl2·6H2O和KBH4室温固-固相反应,制备了非晶态Co-B合金纳米颗粒,用等离子体发射光谱、X射线衍射、透射电镜、电子衍射进行了表征,结果表明产物主要是由平均粒径为15～25 nm的非晶态Co-B合金组成.

稀土系储氢合金的添加对Co-B合金性能的影响

采用熔炼法制备稀土系储氢合金及Co-B合金.研究了稀土系储氢合金的添加对Co-B合金的结构以及储氢性能的影响.结果表明添加稀土合金后,Co-B合金的电化学容量和抗腐蚀性能有了较大的提高.

Pt、Pd对Co-B/γ-Al_2O_3催化噻吩加氢脱硫性能的影响

采用化学还原法制备Co-M-B/γ-Al2O3(M=Pt、Pd)催化剂,以噻吩加氢脱硫反应为探针,考察了Pt、Pd的添加对Co-B/Al2O3合金催化性能的影响;采用差热分析技术(DTA)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)等手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,Co-Pt-B/Al2O3、Co-Pd-B/Al2O3的催化性能均优于Co-B/γ-Al2O3。其原因为Pt、Pd的存在改变了Co-B的合金组成,提高了催化剂的热稳定性;降低了Co-B/Al2O3的还原温度和H2的吸附强度,并增加了活性表面积及吸附中心的数量,从而有利于反应的进行。

Ni-Co-B非晶态合金电子性质的理论研究

根据 Ni- Co- B非晶态合金结构的短程有序、Ni、Co、B之间是较强的化学作用以及化学键理论 ,利用一系列原子簇模型 Ni4-n Con B2 ( n=0～ 4)对 Ni- Co- B非晶态合金用 DFT方法进行较高水平的量子化学计量 ,结果表明 ,模型体系 Ni4-n Con B2 中 ,B原子供给 Ni原子、Co原子电子 ,这与非晶态合金的实验结果一致 ,同时计算结果也表明了在三元非晶态合金 Ni- Co- B中 ,很可能存在与二元 Ni- B非晶态合金类似的 B- B近距离直接接触 ;Co原子得电子能力强于 Ni原子 。

Co-B_4C复合镀层耐磨性能研究

采用复合电沉积技术在45钢基体上制备了Co-B4C复合镀层,对复合镀层的截面形貌和组织结构进行了观察分析,研究了镀液中B4C颗粒含量对复合镀层的显微硬度和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,B4C颗粒均匀地分布于Co基金属中,镀层与基体结合良好,无孔隙和裂纹等缺陷,镀态下镀层为晶态结构;随着镀液中B4C颗粒含量的增加,镀层的显微硬度和耐磨性也逐渐提高,且当镀液中B4C颗粒含量分别为20 g/L、15 g/L时,镀层的显微硬度和耐磨性达到最高值。