基于有机磷酸类MOFs前驱体制备Ni2P/C复合材料

以镍为金属中心、对二甲苯二磷酸为有机配体,构筑了一种有机磷酸类Ni-MOF前驱体,再经过一步碳化,原位制备出多孔碳包覆Ni_2P纳米颗粒的复合材料.该复合材料保留了前驱体的片状形貌,比表面积可达202 m2/g,复合材料中的Ni_2P纳米颗粒具有良好的结晶度,颗粒均匀且无团聚现象.在锂离子电池性能测试中,该Ni_2P/C复合结构在缓解材料体积膨胀的同时提高了材料的电子和离子电导率,进而提高了材料的电化学性能.在0.2 C的电流密度下,材料首次充、放电比容量分别为247和226 m A·h·g-1,库仑效率可达91.7%,循环200圈后,库仑效率接近100%.

双脉冲工作时间对Ni-W-P/CeO_2-SiO_2纳米复合材料电沉积的影响

通过Ni,W,P与CeO2,SiO2纳米颗粒的双脉冲电沉积,在普通碳钢表面制备了Ni-W-P/CeO2-SiO2纳米复合材料沉积层。在正、反向脉冲占空比(10%,30%)和正、反向脉冲平均电流密度(15.0,1.5A/dm2)恒定下,研究了正、反向脉冲时间对纳米复合材料电沉积的影响。采用能谱、硬度测试和扫描电镜等方法,对纳米复合材料沉积层的化学组成、沉积速率、显微硬度和表面形貌进行了表征。结果表明:当正、反向脉冲时间分别控制在300ms和40ms时,Ni-W-P基质金属轮廓清晰,晶粒细小而均匀,CeO2和SiO2纳米颗粒在基质金属中均匀弥散分布;沉积层的化学组成(质量分数)为:70.89%Ni,9.89%W,8.59%P,7.35%CeO2,2.81%SiO2;沉积速率为45.1μm/h,显微硬度为706HV。

Al_2O_(3(p))/20Cr25Ni20复合材料抗热震性研究

采用挤压铸造方法,制备了Al2O3颗粒增强20Cr25Ni20复合材料,在650℃下对该复合材料进行抗热震性研究,并且在相同实验条件下和高速钢进行了抗热震性能对比。结果表明:在第15次热震时,Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的宏观界面上出现了微小裂纹,并且Al2O3颗粒周围出现了薄氧化层,裂纹沿氧化层进行扩展和延伸;高速钢在第2次热震时就出现了宏观大裂纹。这说明Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的抗热震性比高速钢的好。

SiO_(2p)/Ni和SiC_p/Ni复合材料抗氧化性能研究

采用粉末冶金方法制备了SiO2p/Ni和SiCp/Ni复合材料,研究了两种复合材料在恒温氧化和循环氧化条件下的抗氧化性能。结果表明:两种复合材料比基体Ni有更好的抗氧化性能;复合材料SiO2p/Ni的抗氧化性能优于SiCp/Ni复合材料;复合材料的循环氧化速率高于恒温氧化速率。

多元醇热解合成Na3V2（PO4）3-Ni2P/C纳米复合材料及其表征

以醋酸钠、乙酰丙酮钒为原料,四甘醇/乙二醇为溶剂、燃料和碳源,Ni2P为镍源,采用多元醇快速热解合成法制备Na3V2(PO4)3-Ni2P/C(NVP-NP/C)复合材料。FT-IR、XRD、和DSL对NVP-NP/C的组成和微观结构进行表征。结果表明,多元醇的快速热解有效地促进了NVP-NP的成核并抑制其继续生长,同时多元醇的完全燃烧消除制备过程引入的杂质并在产品表面形成了均匀碳包覆层。NVP-NP/C产品呈球形,直径约为50 nm,颗粒间呈轻微的聚集,聚集体平均粒径为121.6nm,分布均匀,碳质量分数为8.77%。高结晶度形貌规整的Na3V2(PO4)3-Ni2P纳米复合材料可以改善钠离子扩散能力,而多元醇热解碳所形成的包覆层可有效提高复合材料的导电性。

Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的高温稳定性

通过对Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料在1000℃进行长期时效和氧化实验,分别考察了该材料的高温相稳定性和化学稳定性．结果表明,经1000℃长期时效后,Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料中的Cr_3C_2强化相保持稳定,而基体中则析出一定量的γ相,该相的析出强化了Ni_3Al基体,从而使得复合材料的硬度得到进一步提高．Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料具有优良的高温抗氧化性能,其表面形成以α-Al_2O_3为主的致密氧化膜,在空气中的氧化速率仅为Ni_3Al合金的1/2．分析队为,Cr_3C_2在堆焊过程中发生溶解,导致部分Cr固溶于Ni_3Al合金基体中,促进了α-Al_2O_3的形成,从而改善了复合材料的抗氧化性．Cr_3C_2具有良好的高温化学稳定性并与Ni_3Al基体有较好的氧化协同性,从而可得到基体有力支撑以发挥抵抗磨损的作用．优良的高温稳定性使得Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料适于在1000℃的高温环境下长期服役．

Ni和Ti的添加对Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料性能的影响

研究了Ni和Ti的添加对真空热压烧结方法制备的Al2O3-Ti(C,N)陶瓷基复合材料的显微组织和力学性能的影响.发现添加Ni和Ti的复合材料主要由Al2O3、Ti(C,N)和Ni组成,没有发现存在金属Ti.Ti由于非常活泼,在热压烧结过程中可能与石墨模具产生的含C气氛反应生成TiC,或与高温下Ti(C,N)的少量分解产生的N2气氛反应生成TiN,这有利于减少复合材料中的气孔.适量添加Ni可通过液相烧结促进复合材料的致密化,提高复合材料的相对密度,并能通过产生裂纹偏转和裂纹桥联提高复合材料的断裂韧性.热压温度为1550℃、等摩尔比的Ni和Ti混合粉末添加量为5vol%时,Al2O3-Ti(C,N)-Ni-Ti复合材料的相对密度为99.6%,硬度为21GPa,抗弯强度为818MPa,断裂韧性为8.1 MPa.m1/2.

水热法合成Ni_2P/Fe_3O_4复合材料及其光催化性能

以直径约为2μm的Ni_2P微球作为前驱体,乙二醇(EG)作为溶剂,在添加表面活性剂聚乙二醇10000(PEG-10000)的条件下利用水热法成功制备出了Ni_2P/Fe_3O_4复合材料.通过对所制备产物的结构和形貌表征后得知所制备的Ni_2P/Fe_3O_4复合材料是由六方相的Ni_2P微球和立方相的Fe_3O_4纳米颗粒构成的.其中,Fe_3O_4纳米粒子附着于Ni_2P微球的表面,并在其表面形成一些凸起.通过对其光催化性能的研究,发现Ni_2P/Fe_3O_4复合材料对亚甲基蓝溶液有很好的降解效果.

Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的组织与耐磨性能

采用氩弧焊将Cr3C2-Al-Ni焊丝堆焊于碳钢表面制成Cr3C2/Ni3Al高温耐磨复合材料。利用电弧物理热与Ni,Al反应热在线生成复合材料,增强相尺寸由原料中150μm经溶解析出减小到平均10μm以下,组织均匀稳定。复合材料常温下耐磨粒磨损性能是传统高温耐磨合金Stellite12的2倍。分析认为,在硬度几乎相同情况下,增强相体积分数、增强相尺寸、Ni3Al形变硬化能力是决定复合材料在常温下耐磨粒磨损性能的主要因素。

分步碳包覆合成高密度LiFePO4/C复合材料

采用分步碳包覆法合成LiFePO4/C复合材料。首先,将原料Fe2O3、NH4H2PO4和葡萄糖经过固相反应合成Fe2P2O7/C复合材料,再将Fe2P2O7/C与前驱体Li2CO3、葡萄糖混合,通过二次碳包覆工艺合成LiFePO4/C复合材料,并考察合成温度对LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜、差热-热重分析、电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试对材料的性能进行表征。结果表明:以制取的Fe2P2O7/C为前驱体合成的LiFePO4/C复合材料具有较好的物理和电化学性能,材料的振实密度达1.26 g/m3,0.1C放电容量为158.3 mA.h/g,1C初次放电比容量达到140 mA.h/g。

磷改性Ni/MoS2复合材料的制备及其催化性能

在超声波作用下,采用单分子层剥离-重堆技术,正丁基锂柱插MoS2夹层,合成了前驱体LixMoS2和磷(P)改性Ni/MoS2复合材料,以二苯并噻吩、喹啉催化加氢为探针反应,考察了其催化活性。实验结果表明,P改性Ni/MoS2催化剂具有很强的加氢脱硫、脱氮活性和选择性,P元素的最佳添加量为2.05%,二苯并噻吩、喹啉的转化率分别达到了98.2%、99.8%。XRD、FT-IRI、CP-EDS、BET的分析检测,揭示了P改性Ni/MoS2催化剂的微观结构和内在规律性。

碳化物特性对Ni_3Al基表面强化复合材料组织与性能的影响

将真空常压烧结的方法制得的Cr3 C2-Ni-Al和WC-Ni-A1复合焊丝氩弧堆焊于碳钢表面时,利用氩弧物理热和Ni-Al反应热,促使碳化物硬质颗粒与自生成的Ni3Al金属间化合物基体复合。XRD分析表明,在堆焊过程中两种焊丝中的Ni,Al均化合反应生成Ni3Al金属间化合物。微观组织与硬度试验表明,受各自物理特性(密度、熔点)的影响,两种碳化物硬质相在Ni3Al基体中分布均匀程度不同,其强化效果也迥异:WC仍以原始的大颗粒形态偏聚于焊层层间界面处,而起不到弥散强化作用;Cr3C2则发生分解,并反应析出条块状的Cr7C3相,均匀分布于Ni3Al基体中,很好地强化了基体材料。Cr7C3/Ni3Al复合材料的室、高温硬度远高于传统高温耐磨材料Stellite合金。该合金有望成为一种新型的高温耐磨表面强化材料。

Ni-P/纳米Al_2O_3复合镀层的制备及其耐磨性能

在化学镀Ni-P合金溶液中加入纳米Al2O3微粒,通过化学沉积法制备Ni-P/纳米Al2O3复合镀层。用扫描电子显微镜(SEM)观察复合镀层的表面形貌,用显微硬度计和平磨机测试Al2O3复合量、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层硬度及耐磨性能的影响。结果表明,复合纳米Al2O3粒子后,Ni-P合金镀层的硬度和耐磨性显著提高,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性不断增加。当纳米Al2O3复合量为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P增大28%,磨损质量损失减少20%以上。400℃热处理后,复合镀层的硬度由570HV增加到1180HV。

ZnS/Ni_2P复合物的合成、表征及光催化性能

以ZnS微球作为前驱体,乙酸镍为镍源,白磷为磷源,采用水热法制备ZnS/Ni_2P复合物。通过XRD,FE-SEM和TEM表征得知,ZnS/Ni_2P复合物由立方相的ZnS微球和复合于微球表面的六方相Ni_2P颗粒组成,且ZnS微球由ZnS纳米颗粒组成。光催化降解染料实验测试结果显示,ZnS/Ni_2P复合物与单一的ZnS相比,催化性能得到显著改善。同时,探究了不同的ZnS与Ni_2P质量比对复合物性能的影响,结果表明Ni_2P与ZnS的相对复合比例太大或太小都会对复合物性能的提升产生不良影响,最佳ZnS:Ni_2P的质量比为4:1。

Ni(OH)_2/C作为锂离子电池负极材料的研究

采用控制沉淀法制备Ni(OH)2/C复合材料,用XRD和SEM表征材料的结构和形貌。首次将材料用于锂离子电池,通过充放电测试、循环伏安法和交流阻抗实验研究其嵌/脱锂行为和电化学性能。结果表明,Ni(OH)2/C复合材料具有嵌/脱锂性能,首次可逆比容量达到992mAh/g,20次循环后的可逆比容量为211mAh/g,循环效率为95.6%,高于Ni(OH)2材料(128mAh/g和94.4%),循环性能的改善可归因于掺杂石墨后,使电极电导率明显提高,同时减缓体积效应。

Al_2O_3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的切削性能

研究了Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合刀具对淬硬35CrMo合金钢进行连续干切削时各切削参数对切削力的影响.结果表明:切削深度对切削力的影响最显著,切削速度的影响最小.对比研究了Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷刀具的耐磨性能和磨损形态:后者的耐磨性能明显优于前者,其中Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)的耐磨性能最高.Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti刀具的磨损形态主要表现为后刀面的磨粒磨损和疲劳磨损,由于这种材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,能有效防止前刀面出现崩刃破损现象,因此具有较高的可靠性,适用于高速切削.在高速切削条件(ap=0.06 mm,vc=254.9 m/min,vf=0.09 mm/r)下,Al2O3/Ti(C,N)-5%(Ni,Ti)刀具的切削耐用度为150 min.

激光熔覆Ni3Al/Cr3C2复合材料耐磨性能研究

采用激光熔覆技术在304不锈钢基板上制备了Ni3Al合金和Ni3Al/Cr3C2(25%,质量分数)复合材料耐磨涂层,分析了Ni3Al合金和Ni3Al/Cr3C2熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能。结果表明,Ni3Al/Cr3C2熔覆层显微组织由基体γ’-Ni3Al相和原位自生M7C3(M=Cr,Fe)型碳化物组成,且细小M7C3弥散分布于γ’-Ni3Al基体。与Ni3Al合金熔覆层相比较,Ni3Al/Cr3C2熔覆层显微硬度提高了约4000 MPa。650℃时,Ni3Al/Cr3C2熔覆层磨损量仅为对比材料蠕墨铸铁的28%左右,表明Ni3Al/Cr3C2复合材料熔覆层具有良好的耐磨性能。

Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)C_2O_4@石墨烯复合材料的合成及电化学性能研究

过渡金属复合物/石墨烯复合材料因其具有优异的电化学性能而被广泛应用在锂离子电池中。本文以硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝、草酸为原料按一定的物质的量比配制成溶液,在120℃下水热反应12h,得到多元过渡金属复合草酸盐前驱体Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)C_2O_4(NCA-C_2O_4);该前驱体经聚烯丙基胺盐酸盐修饰后,与氧化石墨烯进行复合并还原得到石墨烯包覆的多元过渡金属复合草酸盐/石墨烯负极材料Ni_(0.8)Co(_0.15)Al_(0.05)C_2O_4@Graphene(NCA-C_2O_4@G)。对材料的结构、形貌和电化学性质进行了表征。扫描电镜测试结果显示样品粒度均一,具有两端不规则长方体形貌。电化学性能测试结果表明,NCA-C_2O_4@G充放电容量高于前驱体NCA-C_2O_4;0.1C电流密度(1C=1000m Ah/g)下,NCA-C_2O4@G首次放电比容量高达1956m Ah/g;经过0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 C高倍率循环后,当测试电流密度恢复至100m A/g时,NCA-C_2O_4@G复合材料比容量可迅速回升至720m Ah/g,并在随后50次循环中比容量保持稳定,显示出良好的循环稳定性和倍率性能。

Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料耐磨性提高的机制分析

为了探讨Cr_3C_2强化相提高Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料耐磨性的机制,本文采用热等静压技术制备了Ni_3Al合金和Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料,借助纳米压痕仪对Ni_3Al合金和Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料中各组成相的力学性能进行了表征,利用销-盘式摩擦磨损试验机研究了热等静压Ni_3Al合金和Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的耐磨性能,并结合扫描电子显微镜和纳米压痕仪分析了材料磨损表面形貌和磨损次表面层硬度变化.结果表明,Cr_3C_2的添加提高了复合材料基体的硬度,Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料中各组成相的纳米硬度和弹性模量由基体相、扩散相到硬芯相是逐渐增大的,呈现出梯度变化,有利于提高Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的耐磨性.在本研究实验条件下,Ni_3Al合金和Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料表面的磨损形式主要为磨粒磨损,Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料表现出更加优异的耐磨性能. Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料耐磨性能的提高主要跟碳化物强化相阻断磨粒切削、减弱摩擦副间相互作用、减小加工硬化层厚度、磨粒尺寸等因素有关.

热等静压Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100MPa条件下制备出Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料,研究了Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr_3C_2初始颗粒首先溶解成Cr和C原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr_7C_3结构;由于Ni_3Al合金中的Fe易与C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr_7C_3结构中发生上坡扩散,并取代Cr_7C_3结构中的部分Cr原子形成M_7C_3(M为Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr_3C_2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr_3C_2颗粒未能全部溶解,而未溶解的Cr_3C_2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr_3C_2结构。该条件下制备的Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料主要由Cr_3C_2硬芯相、M_7C_3扩散相和γ′-Ni_3Al基材相组成,其中Cr_3C_2硬芯相和γ′-Ni_3Al基材相通过M_7C_3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr_3C_2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。