多电荷Cr离子注入聚合物的微观结构和离子浓度分布

采用MEVVA源引出的Cr离子对聚酯 (PET)薄膜进行了离子注入 ,引出的Cr离子具有多种电荷态 ,多种能量的Cr离子同时注入 ,其射程分布与单能离子注入的射程分布有明显的差别 .借助于TRIM计算程序 ,采用多次叠加法得出了合理的计算结果 .计算结果表明 ,由于多电荷叠加注入 ,Cr原子浓度分布出现 3层结构 .用背散射 (RBS)方法分析了Cr离子在PET中的剖面分布 .所测量的Cr原子浓度分布形态与计算结果相近 ,但是所测量的分布比计算结果分布范围窄 ,相应位置上的原子浓度低 ,说明溅射效应对Cr原子浓度分布和注入到基体中的注量有明显的影响 .计算结果与样品横截面电子显微镜观察相符合 .

硅酸盐水泥对Cr离子的固化机理及其对铁矾渣的固化应用

用氧化钙和硅灰为原料,制备不同钙硅比的水化硅酸钙(C-S-H).在C-S-H、硅酸盐水泥中,分别加入三氧化铬,在200℃反应5h后,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪分析产物的物相组成和微观形貌.结果表明,不同钙硅比的C-S-H水热反应产物都为硬硅钙石和托勃莫来石,随着钙硅比的增加,托勃莫来石逐渐减少、硬钙硅石增加.在C-S-H、硅酸盐水泥中,Cr均以CaCrO4的形式存在;在硅酸盐水泥中加入60%的铁矾渣(Cr的质量分数wCr=0.129 5%),制成固化体块养护28d后,其强度为20.3MPa.用国标GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》对固化体的浸出毒性进行了检测,结果表明浸出液中Cr离子的浓度为0.415mg/L.

Cr离子掺杂对NiZn铁氧体结构、电学及磁学性能的影响

通过常规的固相烧结法成功制备Ni0.5Zn0.5Fe2-xCrxO4(0≤x≤0.5)铁氧体,并研究Cr离子掺杂对铁氧体结构、电学及磁学性能的影响。粉末X射线衍射结果表明,所有制备的样品没有杂相,均生成结晶良好的纯尖晶石结构。随着Cr离子掺杂量增加,样品的晶格常数和微晶尺寸逐渐减少。磁性测量结果表明,饱和磁化强度随Cr离子掺杂而大幅度减少,从未掺杂时的73.5 A·m2/kg减少到掺杂比分为0.5时的46.3 A·m2/kg。室温电阻率随着Cr离子的掺杂增加至少4个数量级,在掺杂比分为0.5的样品中达到1.1×108Ω·cm。所有尖晶石样品的介电常数随着频率的增加单调减小,表现出正常的介电色散行为。介电常数随Cr离子掺杂量的变化趋势与电阻率随Cr离子掺杂量的变化趋势相反,掺杂导致Fe2+/Fe3+电偶极子数量减少,表明铁氧体中极化机制和导电机制存在着内在的关联。

Cr离子注入镍钛合金的表面组织结构

针对镍钛合金(NiTi)进行3种不同浓度Cr离子注入,采用扫描电子显微镜、三维白光形貌干涉仪、小角度掠射X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了离子注入前后镍钛合金表面形貌、粗糙度、组织结构及化合态。结果表明,随着注入Cr离子浓度的增大,镍钛合金表面更加平整,粗糙度变小。所有注入试样表面形成了近60nm厚的注入膜层,主要成分为三氧化二铬和铬碳化合物,并且随Cr离子注入剂量的增加,三氧化二铬和铬碳化合物的含量增加。

不同价态Cr离子对钙矾石形成与结构的影响

借助X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)等测试方法,分析了不同价态Cr离子对水化液相中钙矾石的形成与晶体结构的影响.结果表明:Cr^(3+)对水化初期钙矾石的形成略有抑制作用,钙矾石早期结晶极其细小,但水化后期钙矾石相大量形成,水化放热速率显著增强,且晶体结晶粗大,随水化龄期延长,钙矾石长径比逐渐缩小;Cr^(6+)对水化初期钙矾石的形成有一定促进作用,钙矾石结晶良好,且后期晶体形态没有较大变化;水化液相中SO_4^(2-)含量充足时,Cr^(3+)和Cr^(6+)均可通过离子置换形成钙铬矾石,但前者对钙矾石晶体结构影响较大,使其Al和S电子结合能明显降低,而后者对钙矾石晶体结构影响较小.同时,Cr^(3+)在钙矾石中的结合能和结合数量均高于Cr^(6+)的结合能和结合数量.

Cr离子注入铜薄膜对氧化物形成特征的影响

采用 X射线衍射和卢瑟福背散射技术 ,研究了 Cr离子注入铜薄膜对氧化物形成及其演变的影响。结果表明 ,离子注入改变了薄膜的氧化行为和氧化物结构。离子注入阻碍 Cu原子的扩散 ,并抑制 Cu2 O向 Cu O转变 ,使得铜薄膜表面的氧化物具有层状结构。探讨了注入前后薄膜表面氧化物形成的机理。

不同硫酸盐浓度下钙矾石对Cr离子的固化作用

借助X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)等测试方法,分析了不同硫酸盐浓度下钙矾石对不同价态Cr离子的固化作用.结果表明:在水化液相中SO4^2-浓度适宜条件下,钙矾石对低掺量(0.5%)、不同价态Cr离子的28 d固化率均达85%或以上,Cr离子掺量增至2.0%时,钙矾石对Cr(Ⅲ)的固化率变化不大,而对Cr(Ⅵ)的28 d固化率降至38.6%;水化液相中SO4^2-浓度较低时,钙矾石对Cr(Ⅵ)的固化能力有所增强;无论液相中SO4^2-浓度适宜与否,Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)对钙矾石晶体结构和晶体形态均产生了不同程度的影响,且Cr(Ⅲ)影响较Cr(Ⅵ)显著;液相中SO4^2-浓度不同,Cr离子对钙矾石晶体形态影响程度也不相同,其中,液相中SO4^2-浓度较低时,Cr(Ⅲ)掺入对钙矾石晶体c轴方向的生长发育有明显促进作用,且在一定程度上提高了钙矾石结晶程度与热稳定性.

C+Cr离子注入对硬质合金的表面改性

应用金属蒸汽真空弧离子源技术,在硬质合金表面进行了几种不同剂量的C+Cr离子注入,旨在研究其表面改性的情况。结果表明:在试样的表面结构方面,应用X射线衍射、拉曼光谱以及金相显微观察等测试手段,发现有C、Cr、Cr3C2等新相生成,此外C+Cr离子注入还对表面形成类金刚石结构有抑制作用;在试样的表面性能方面,发现注入后的表面硬度、摩擦系数、防腐蚀能力得到了明显的增强。分析认为,注入后的硬质合金表面改性不仅受到新相生成的影响,而且同时也与注入本身的机制有关。

含Ba,Sr硫铝酸盐彩色水泥中Cr离子的微观状态及显色特性

应用XPS,光谱学方法,研究了着色Cr离子在硫铝酸盐热料矿物及其水化浆体中的微观状态和显色特性。结果表明,Cr离子能使含Ba,Sr硫铝酸盐矿物呈黄色;Cr离子在不同的硫铝酸盐矿物中价态分布大不相同。在3CA·CaSO_4中主要是Cr^(5+),Cr^(5+)和Cr^(4+),在3CA·BaSO_4中则以Cr^(5+)和Cr^(5+)为主,而在3CA·SrSO_4中,Cr离子各价态分布分散,以Cr^(5+)最多。浆体中,Cr离子发生歧化反应,在3CA·BaSO_4浆体中主要是Cr^(5+),而在另两种浆体中则主要变为Cr^(3+)。

Cr离子注入TiO_2薄膜光催化性能改进及光谱研究

在TiO2薄膜表面注入Cr离子以提高TiO2薄膜在可见光条件下的光催化能力,通过对薄膜紫外可见光谱的测试,表明注入并退火处理后的TiO2薄膜光学带隙减小.以甲基橙为降解物的光催化试验表明,Cr离子注量Φ为1×1016cm-2时,薄膜在可见光下的光催化能力最佳.

Cr离子取代Co_2Z六角铁氧体的磁特性研究

采用固相反应法制备了Cr离子取代的Co2Z平面六角结构(Sr3Co2Fe24-xCrxO41)软磁铁氧体,并对其磁特性进行了研究。分析了样品的物相组成,并计算了样品的晶格常数;用扫描电镜分析了样品的形貌特征;测试了样品的磁滞回线。实验结果表明,掺杂Cr离子后,晶格常数变化不大,当Cr取代量x≥0.3时,Z相开始分解;在x≤0.2时,随着x的提高,样品的饱和磁化强度(Ms)逐渐增加;当x>0.2时,随着x的增加,样品的饱和磁化强度减小。由此可见,通过掺入适量的Cr离子可以提高Z型六角铁氧体的磁特性。

Cr(Ⅲ)离子印迹聚合物的制备及性能研究

以Cr(Ⅲ)为模板离子,采用表面印迹法,将氨基化多壁碳纳米管改性为乙烯化多壁碳纳米管作为固体基质,通过印迹体系的优化,制备了一系列Cr(Ⅲ)离子印迹聚合物[Cr(Ⅲ)-IIPs]及相应的非印迹聚合物[Cr(Ⅲ)-NIPs].在较优实验条件下制备的Cr(Ⅲ)-IIP1,吸附量为3.82 mmol·g^(−1),印迹因子为1.65.通过扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附/脱附(BET)、红外光谱(FIR)、热重分析(TG)等对Cr(Ⅲ)-IIP1及相应的Cr(Ⅲ)-NIP1,进行结构表征和性能评价.研究结果表明,Cr(Ⅲ)-IIP1属于热稳定性良好的吸附材料,吸附行为符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,以化学吸附和多分子层吸附为主;在“竞争离子”Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)共存条件下,对Cr(Ⅲ)离子具有较强的吸附能力和良好的选择性.说明在较优实验条件下制备的Cr(Ⅲ)-IIP1,有望作为一种新型的Cr(Ⅲ)离子吸附材料,去除和回收废水中的Cr(Ⅲ)离子.

一种1,8-萘酰亚胺Cr^3＋离子荧光探针的研究

以4-硝基-1,8-萘酐、N,N-二甲基乙二胺为主要原料合成了一种荧光探针:4-(2′-N,N-二甲基氨基乙基)氨基-N-(2-N,N-二甲基氨基)乙基-1,8-萘酰亚胺(DDN)。研究了其紫外可见吸收和荧光发射光谱。考察了Fe3+,Cr3+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+和Co2+离子对该化合物荧光发射光谱的影响,结果表明Cr3+离子能使DDN荧光显著增强。滴定实验结果推测DDN与Cr3+的结合比为1∶2。在DDN浓度为1.0×10-5mol/L时,Cr3+浓度在5.0×10-7~2.0×10-5mol/L范围内,DDN荧光强度(F)与Cr3+离子浓度[Cr3+]呈良好的线性关系,线性方程为F=9430.3527+14600.2973[Cr3+],相关系数r=0.9976。检测限为4.3×10-7mol/L。

双层辉光离子渗Cr合金层组织和性能

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr,表面Cr含量约为40%,渗层厚度近50 μm.然后进行超饱和渗C,表面含C量达到2.7%左右,超过平衡碳计算值.随后进行淬火+低温回火处理,经X射线衍射分析,合金化层碳化物类型为M23C6,M7C3,尺寸为1～2 μm.表面硬度达到HV 1 200左右.将表面冶金试样进行摩擦因数和耐磨性能试验,结果表明,表面冶金试样摩擦因数为0.21～0.28,耐磨性是Q235钢渗碳淬火试样的1.62倍.将表面冶金试样在10%的H2SO4、3.5%的NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8 g/L,NH3·H2O 20 g/L)中进行电化学腐蚀试验,结果表明,表面冶金试样在10%的H2SO4、3.5%的NaC1水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样分别提高了2.35,3.10,2.14倍.

磁性膨润土吸附Cr(Ⅵ)离子解吸再生性能

膨润土对重金属离子等污染物具有良好的吸附性能,但吸附饱和后将成为危险固废,处理变成棘手问题,研究其再生循环利用具有较大的经济价值,可为其高效利用提供了有力借鉴和参考。采用NaCl溶液为解吸液,以磁性膨润土为吸附剂,探索Cr(Ⅵ)的解吸条件,并采用XRD、FTIR、BET和SEM表征再生前后样品的结构及形貌,研究材料的稳定性。结果表明:磁性膨润土具有良好的循环使用性能;经过6次吸附-解吸后,磁性膨润土仍保持稳定结构;其解吸过程符合准二级动力学与Langmuir等温方程。

碳钢表面等离子高Cr合金层耐蚀性能的研究

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr，表面Cr含量约为40％，渗层厚度近50μm；然后进行超饱和渗碳，表面含C量达到2．7％左右，超过Fe-Cr-C平衡碳计算值0．3％．随后进行淬火＋低温回火处理，经X射线衍射分析，合金化层碳化物类型为M23C6、M7C3．将双层辉光离子渗Cr＋渗碳淬火试样，在10％H2SP4、3．5％NaCl水溶液和H2S富液（含H2S5～8g／L，NH3·H2O 20g／L）中，进行电化学腐蚀试验．结果表明，渗Cr试样在10％H2SO4、3．5％NaCl水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样，分别提高了2．35、3．10、2．14倍．

γ-TiAl合金表面辉光等离子渗Cr层的组织与性能

利用双层辉光等离子表面渗金属技术(DGPSAT)在γ-TiAl合金表面进行等离子渗Cr处理,采用OM、SEM、EDS和XRD分析了渗Cr合金层的显微组织、化学成分及其相组成,并测试了其显微硬度分布和耐磨性。结果表明,γ-TiAl合金经双层辉光等离子渗Cr处理后,其表面形成以Al8Cr5、TiAl、Ti3Al、Cr等相组成的合金层,有效厚度约为35μm,渗层与基体结合牢固;渗Cr层组织成分及其横截面显微硬度由表及里均呈梯度分布;其摩擦磨损性能亦得到提高。

Ti_2AlNb双层辉光等离子渗Cr的摩擦磨损性能研究

采用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti2AlNbO相合金进行渗Cr处理,采用扫描电子显微镜、辉光放电光谱分析仪及X射线衍射仪分析了渗Cr层的微观组织、化学成分及相组成,由表及里测试了渗层显微硬度分布,通过无润滑条件下的球-盘式摩擦磨损试验研究了渗Cr处理对其摩擦磨损性能的影响.结果表明:渗Cr层厚度约30μm,表面Cr含量达38%且由表及里呈梯度分布;渗Cr层主要由Al8Cr5、AlNb2及Cr2Nb、Cr2Ti等相组成,硬度达950HV,渗Cr试样的平均摩擦系数为0.10;磨损率仅为Ti2AlNb基材的1/20.

TiAl双层辉光离子渗Cr的工艺研究

利用双层辉光离子渗金属技术（DGPSAT）对TiAl金属间化合物进行渗Cr处理。研究了主要工艺参数对渗层表面合金含量CA和渗层厚度δ这两个目标函数的影响。结果表明,表面合金含量CA和渗层厚度δ随源极电压Vs、有效功率密度比κ的增加而增加;随阴极电压Vc的增加而减少。气压存在一个峰值,太高或太低都不利。工艺参数的最佳值:源极电压Vs为1200V～1300V,阴极电压为200V～300V,有效功率密度比κ为4～5,气压为25Pa～30Pa。

巯基纤维素对水中Cr(Ⅵ)离子的吸附研究

制备了巯基纤维素并用其对含Cr(Ⅵ)离子的溶液进行了静态吸附实验。研究了pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响。结果表明:在pH值为2、Cr(Ⅵ)浓度为50mg/L和吸附剂为0.5g时,常温条件下吸附6h后,Cr(Ⅵ)去除率达到99.2%,吸附反应符合Langmuir和Freundlich等温方程。