电解水析氢反应的铁基非晶合金薄带催化剂研究进展

Pt基电催化剂是析氢反应的基准,然而低丰度和高成本制约了此类贵金属基催化剂的大规模应用,从而促使了替代材料的探索。铁基非晶合金具有无序原子排布结构,表现出独特的物理化学性质。受碱性溶液中的高效析氢反应启发,简述了铁基非晶合金薄带电催化剂的常见反应机理和设计策略,旨在为制备高性能电催化剂提供指导,包括杂原子掺杂、异质面构筑、应变及空位缺陷构建等。此外,原位表征技术和密度泛函理论在铁基非晶合金薄带电催化剂理论设计、反应过程、动态结构演变和机理揭示等方面发挥了重要作用。最后简要介绍了铁基电催化剂目前存在的挑战和未来的研究方向。

稀土镧改性Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的磁感应效应

制备了稀土镧元素改性的Fe78Si9B13非晶薄带,研究了镧含量和退火温度对薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响。结果表明:当磁场强度小于1 356A·m-1时,薄带的磁感应效应随着稀土元素含量的增加呈先增大后减小的趋势,当磁场强度大于1 356A·m-1时,稀土元素含量对磁感应效应的影响不大;磁感应效应变化幅度随着稀土元素含量的增加呈现出先增大后减小的趋势,当稀土镧质量分数为0.6%时最大;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着退火温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,当退火温度为300℃时最大。

估算单辊甩带法制备镁基非晶薄带的冷却速度

临界冷却速度是表征非晶态合金非晶形成能力的一个重要参数,但是正确地测量和估算非晶态合金形成时的冷却速度却十分困难.结合热传导理论和凝固理论,单辊甩带过程的热传输可以用一维傅立叶热传导方程描述.通过对热传导方程的数学解析求解,具体计算了单辊甩带法制备镁基非晶薄带的冷却速度,得到了铜辊制备50μm厚镁薄带的自由侧在凝固结束时的冷却速度为5.84×106K/s,这与早期人们预测的单辊甩带法的冷却速度相当.

多层非晶薄带爆炸焊接温度场模型

从非晶合金形成的特点出发 ,结合爆炸焊接传热的特殊性 ,提出用一种方波形温度场模型来解释非晶薄带爆炸焊接后能保证非晶态的原因。结果表明此模型符合非晶薄带爆炸焊接的实际情况。

非晶FeCoSiB薄带的压磁性能研究

采用单辊法制备非晶FeCoSiB薄带,并进行退火处理以消除残余应力,提高薄带的压磁效应。采用4294A型阻抗分析仪在40Hz^100MHz频率范围内测试薄带的压磁效应。结果表明,退火可使薄带内部产生磁各向异性,消除内应力,提高薄带的压磁性能。在退火低于300℃时,薄带压磁效应随着退火温度的增加而增加;但当退火温度高于300℃后,薄带压磁效应随着退火温度的增加而降低。当温度为300℃时,退火时间也会对薄带的压磁性能产生影响,在退火时间低于1h时,薄带压磁效应随着退火时间的增加而增加;但当退火温度高于1h后,薄带压磁效应随着退火时间的增加而降低。非晶FeCoSiB薄带的经过300℃×1h退火后,测试频率为100MHz?压力为1.42MPa时,阻抗变化可达3.38Ω,压磁性能最佳。

退火工艺对FeSiB非晶薄带压应力阻抗效应的影响

研究了退火工艺对FeSiB非晶薄带压应力阻抗(SI)效应的影响。结果表明,与淬态非晶薄带相比,退火可以改变非晶薄带的SI效应。当退火时间为1h,退火温度低于300℃时,退火后薄带的SI效应增强,且薄带的SI效应随着退火温度的升高而增强,退火温度升高到400℃时,薄带的SI效应减弱;当退火温度为300℃,退火时间小于1.5h时,退火后薄带的SI效应增强,且薄带的SI效应随着退火时间的延长而增强,退火时间大于1.5h时,薄带的SI效应反而随着退火时间的延长而减弱;经300℃,1.5h退火后薄带的SI效应最强。当测试压应力为1.42MPa,测试频率为60MHz时,淬态非晶薄带的SI效应为1.12%,经300℃,1.5h退火后薄带的SI效应可达1.52%。

铁基非晶薄带的磁感应效应

研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应的影响因数。结果表明,磁感应效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大;当测试频率为30kHz,薄带长度为3cm,线圈匝数为300匝时,淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后的磁感应效应变化幅度最大。

FeSiB非晶薄带的磁感应效应

研究了Fe78Si9B13非晶薄带磁感应效应变化幅度的影响因素。结果表明:非晶薄带的磁感应效应变化幅度随磁场强度的增大而增大;随频率的升高呈现出先增大后减小的趋势;随限流电阻的增大而减小;退火可以提高非晶薄带的磁感应效应变化幅度。

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带磁电感效应的影响因素

研究了交流电频率、磁场强度以及薄带长度等因素对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带的磁电感效应及磁电感效应变化幅度的影响。结果表明:非晶薄带的磁电感效应随着频率的升高和薄带的加长而增强,随着磁场强度的增大而减弱;磁电感效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大;当频率低于30 kHz时,磁电感效应变化幅度随着频率的升高及薄带的加长而增大;当频率高于30 kHz时,磁电感效应变化幅度随着频率的升高而减小,随着薄带的加长先增大后减小。

退火工艺对FeCuNbSiB非晶薄带的磁感应效应的影响

研究了频率、磁场及退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明:非晶薄带的磁感应效应随着频率的升高而增强,随磁场的增强而减弱;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随磁场的增强而增大,随频率的升高而减小;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高非晶薄带的磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大,当测试频率为0.8MHz时,磁场为1412A/m时,淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1.50V,经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1.77V。

Co-Fe-Ni-Nb-Si-B非晶软磁合金薄带巨磁阻抗效应

研究了Ｃｏ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｎｂ－Ｓｉ－Ｂ非晶软磁合金薄带的磁性和巨磁阻抗（ＧＭＩ）效应．样品在３５０℃下退火６０ｍｉｎ后获得了最佳的软磁特性，并表现出优良的 ＧＭＩ效应．在１．４ ＭＨｚ的交变电流频率下，获得了最大的 ＧＭＩ效应，磁阻抗比△Ｚ／Ｚｓ＝（Ｚ０－Ｚｓ）／Ｚｓ最高可达１９２％．在低频下得到了显著的巨磁电感效应，在１００ｋＨｚ下，磁电感比达到７６９％．在高频下，材料表现出优良的巨磁电阻效应，在１３ ＭＨｚ下，磁电阻比达到 ３８３％．

Fe_(80)Si_9B_(11)非晶合金薄带热膨胀特性和结构弛豫分析

提出了采用推杆式热膨胀仪测试非晶合金薄带热膨胀特性的新方法。分析了Fe80Si9B11非晶薄带的热膨胀曲特性和非晶合金晶化过程。根据R.G.Zheng理论分析了结构弛豫中自由体积比变化,发现自由体积比曲线出现双峰。结合晶化前发生相分离的理论分析了这种变化的原因。分析表明:铁基非晶Fe80Si9B11晶化过程中先形成α-Fe(Si)相,再析出Fe3B、二次α-Fe(Si)相。晶化前先发生相分离,自由体积比增大,然后析出结晶相α-Fe(Si),自由体积比降低。随温度升高,B偏聚,自由体积比增大,随后析出Fe3B、二次α-Fe(Si)相,自由体积比降低。

铁基非晶薄带的压磁效应

采用单辊法制备了宽3.2 mm、厚25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带,利用4294A型阻抗分析仪测试了非晶薄带的压磁效应。结果表明:当测试频率较低时,非晶薄带的压磁效应较弱,随着测试频率的升高,非晶薄带的压磁效应出现了明显的增强;与淬火态非晶薄带相比,退火可以改变非晶薄带的压磁效应,且经300℃×2 h退火后,非晶薄带的压磁效应最强,当测试压应力为1.05 MPa,测试频率为50 MHz时,淬火态非晶薄带的压磁效应为0.75%,而退火后非晶薄带的压磁效应可达0.97%。

稀土La元素改性非晶薄带的组织结构和磁感应效应研究

利用稀土La元素掺杂Fe78Si9B13合金,制备稀土La元素改性的FeSiB-La非晶薄带,分析其组织结构,并研究了稀土La元素含量和温度对FeSiB-La非晶薄带因互感而产生的磁感应效应的影响。结果表明:稀土La元素的掺杂可提高FeSiB-La非晶薄带的非晶形成能力,延缓薄带中Fe-Si、Fe-B晶化相的析出,增强薄带的热稳定性;FeSiB-La非晶薄带的磁感应效应随稀土La元素含量的增大呈先增大后减小的趋势;温度对磁感应效应的影响很小。

FeSiB非晶薄带的磁阻抗效应

研究了频率、磁场强度、线圈匝数以及退火对Fe78Si9B13非晶薄带的磁阻抗效应的影响。结果表明:阻抗随频率的升高和线圈匝数的增多而增大,随磁场强度的增大而减小;阻抗变化幅度随频率的升高、磁场强度的增大和线圈匝数的增多而增大;退火可以提高阻抗及阻抗变化幅度。

Fe_(83)B_(17)非晶薄带冷却速率的量化与表征

为定量计算非晶薄带的冷却速率,文中采用单辊快速凝固方法成功制备出Fe83B17非晶薄带.结合X-射线衍射图谱分析了转速与压差对非晶形成的影响,确定形成Fe83B17非晶薄带的临界转速vs为3 300 r/min,临界压差ps为0.023 MPa,临界带厚为36μm.通过熔体结晶转变动力学理论计算,得出了Fe83B17合金熔体结晶的TTT曲线,确定出形成Fe83B17合金非晶薄带的冷却速率约为106K/s.应用单辊快速凝固过程的一维傅里叶传热方程分析,定量计算出临界厚度为36μm薄带的冷却速率为3.411×106K/s,该值与动力学理论预测结果相一致.

退火工艺对铁基非晶薄带压应力阻抗效应的影响

采用单辊法制备了宽4.5 mm厚25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si3.5B9非晶薄带,且对薄带进行了退火处理和金相分析,并研究了退火工艺对非晶薄带SI效应的影响.结果表明,非晶薄带经300℃退火后开始出现晶化现象;与淬态非晶薄带相比,退火可以增强非晶薄带的SI效应,经300℃×2 h退火后薄带的SI效应最大,当测试频率为50 MHz,测试压应力为3.6 MPa时,淬态非晶薄带的SI效应为5.63%,而经300℃×2 h退火后薄带的SI效应可达7.83%.

非晶薄带厚度控制研究进展

从纵向厚度和横向厚度两个角度介绍了非晶薄带厚度控制研究情况。纵向厚度方面,喷嘴间隙、冷却辊转速、辊嘴间距等工艺参数是主要影响因素,对各种厚度控制的经验公式进行了比较;实际生产中,纵向厚度控制主要是对辊嘴间距的控制。相对于纵向厚度控制,横向厚度控制更为复杂,主要分析了喷嘴横向形状、熔潭稳定性、冷却辊辊型三个主要因素对横向厚度的影响。非晶薄带厚度控制还必须结合相关制带工艺的研究,与带材厚度检测相结合,实现非晶带材厚度的自动闭环控制,才能进一步提高厚度控制水平。

退火工艺对铁基非晶薄带磁感应效应的影响

研究了频率、磁场强度以及退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应变化幅度的影响。研究结果表明:磁感应效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大,随着频率的升高呈现先增大后减小的趋势;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后的磁感应效应变化幅度最大。

基于Fe基非晶薄带的宽线性GMI传感器

基于Fe76S i7.6B9.5P5C1.9非晶合金薄带的巨磁阻抗特性,研制了一种新型磁敏传感器.介绍了Fe76S i7.6B9.5P5C1.9非晶合金薄带的GM I特性及磁敏传感器的电路原理,并对磁敏传感器进行了性能测试.实验结果表明:该传感器的重复性好,迟滞误差小,线性范围广,并且在弱磁场作用下仍然可以保持良好的线性度,灵敏度为3.49 mV/(A.m-1).