Co和Co_(9)S_(8)纳米颗粒均匀嵌入S、N共掺杂的多孔碳材料的电催化性能研究

热解金属有机骨架材料(MOFs)可以得到活性物质均匀嵌入的杂原子掺杂多孔碳材料,这种多孔碳材料在电催化领域具有重要的研究意义。对以Co^(2+)为中心离子,2,5-噻吩二羧酸和4,4-联吡啶为有机配体的Co基金属有机骨架材料([Co(tdc)(bpy)]^(2)_(n))进行热解处理,成功制备了Co和Co_(9)S_(8)纳米颗粒均匀嵌入的S、N共掺杂的多孔碳材料(Co/Co_(9)S_(8)@SNC)。其中700℃下热解得到的Co/Co_(9)S_(8)@SNC-700上形成的Co和Co_(9)S_(8)催化颗粒的比例适中,且多孔碳上的S和N掺杂的形式及比例也最佳。故Co/Co_(9)S_(8)@SNC-700在碱性电解液中表现出最佳的氧还原及氧析出双功能电催化性能和导电性。电化学测试结果表明,Co/Co_(9)S_(8)@SNC-700的氧还原极限电流密度为4.4mA/cm^(2),接近商用Pt/C(20wt%)。在氧析出测试中,Co/Co_(9)S_(8)@SNC-700在10mA/cm2处的过电位为0.37V,优于RuO_(2)。

基于双金属MOFs衍生的NiCo/NC多孔碳催化材料的电化学性能研究

通过普通溶液法制备了双金属NiCo-ZIF-67纳米晶体,并将其作为前驱体,通过采用不同温度的高温热解得到氮掺杂双金属基碳材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)对材料的表面形貌、物相、化学元素分布以及表面化学键价态等进行表征分析;采用线性扫描伏安法(LSV)等电化学测试方法对材料的ORR/OER电催化性能和稳定性进行了研究。结果表明,相比于其他热解温度,在800℃下热解产物NiCo/NC-800的极限电流密度为4.26 mA·cm^(-2),具有接近商用Pt/C的ORR性能;在10 mA·cm^(-2)时NiCo/NC-800的过电势为469.6 mV,且相对应的塔菲尔斜率为98.68 mV·dec^(-1),具有优于商用RuO_(2)的OER性能,且具有良好的稳定性。

自模板法制备壳核结构NiCo_(2)O_(4)及其电催化性能研究

一种低成本、环保、容易制备的氧还原、氧析出双功能催化剂在环境保护和能源储存与转换方面至关重要。通过一步水热法制备了NiCo-甘油酸盐纳米球,并以其为前驱体,通过控制后续热处理过程中的加热速率,利用前驱体的非均匀收缩得到了单层壳核和双层壳核两种结构的NiCo_(2)O_(4)。结果表明:两种结构的材料其壳和核都是由纳米颗粒的NiCo_(2)O_(4)晶体组成,并且双层壳核结构的材料具有更高的比表面积。故其在碱性电解液中表现出优异的氧还原及氧析出双功能电催化性能和导电性。电化学测试结果表明,双层壳核结构的NiCo2O4具有5.58mA/cm^(2)的氧还原(ORR)极限电流密度,并且其氧析出(OER)在10mA/cm^(2)处的过电位仅为400.6mV。

锌硼共掺对铌酸钾钠基压电陶瓷结构和性能影响的研究

采用传统固相制备工艺,在烧结温度960～980℃成功制备了致密度较高、综合电学性能优异的Li0.06(Na0.535K0.48)0.94Nb0.94Sb0.06O3+x%(质量分数)ZnO+B_2O_3(LNKNS-xZB2)无铅压电陶瓷。研究了ZnO+B_2O_3掺杂量对LNKNS-xZB2陶烧结性能、相结构、微观结构及电学性能的影响。结果发现,ZnO+B_2O_3的掺杂不仅改善了LNKNS-xZB2陶瓷的烧结性能,而且改变了陶瓷的相结构,在掺杂量x=1.2～1.6范围内形成四方-正交两相共存的多晶型相界(PPB)。在准同型相界处(x=1.6),陶瓷具有优异的电学性能:压电常数d33、机电耦合系数kp、介电常数εr、机械品质因数Qm、剩余极化强度Pr和相对密度ρr分别为285pC/N,35.4%,954,205,29.5μC/cm^2和96.3%。为铌酸钾钠基压电陶瓷的低温致密化烧结提供了新的思路。

有机/无机双液体系镁空气电池的制备及性能研究

制备了有机/无机双液镁空气电池,研究了双液体系中镁阳极的腐蚀与放电性能及放电形貌。有机溶液隔开了阳极与水溶液,提高了阳极利用率。空气阴极侧用NaCl溶液,保持了电池放电活性。双液电池在Mg(ClO_(4))2-AN/NaCl-H_(2)O中以1mA/cm^(2)放电时,电池放电性能优良。镁阳极在有机溶液中不发生点蚀,很少有腐蚀产物吸附。

P92钢焊接接头显微组织与性能的研究

采用合适的焊接工艺对P92钢进行焊接,利用硬度计、金相显微镜和万能拉伸试验机对其焊接接头的硬度、微观组织和常温拉伸力学性能进行分析。结果表明:P92钢焊接后焊缝区组织为铁素体+马氏体+碳化物,热影响区组织为马氏体或铁素体+马氏体,母材区为索氏体+碳化物,且在其焊缝处发现存在δ相;焊接接头部位,焊缝区的硬度最高,热影响区的次之,母材区的硬度最低;焊接接头抗拉强度为707 MPa,屈服强度为579 MPa,断裂部位在热影响区。

水溶性石墨烯对双电解液镁空气电池放电性能的影响

为了提高双电解液体系镁空气电池的放电性能,选择在0.6mol/L NaCl电解液中加入水溶性石墨烯。采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),在GO的基础上制备出还原氧化石墨烯(RGO)和水溶性石墨烯(PG)。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪以及扫描电子显微镜对所制石墨烯进行了结构以及形貌的表征。研究了镁阳极在加入不同浓度PG的NaCl溶液中的电化学性能和组装成电池之后的放电性能。结果表明:在0.6mol/L NaCl电液液中加入PG后的镁空气电池放电性能得到很好的提升,其中Mg(ClO_(4))_(2)-AN/NaCl+0.5g/L PG双电解液体系镁空气电池1mA/cm~2放电时放电性能最好,阳极利用率为89%,能量密度为2840Wh/kg,且放电电压可达到1.42V。电化学测试表明镁阳极在加入PG的NaCl电解液中有着较高的电化学活性。

退火工艺对高纯铝重度变形组织的影响

对纯度为99.9995%的高纯铝进行了累积重度变形量为80%的冷轧变形,并对变形的高纯铝进行了不同温度和时间下的退火处理。采用微观分析以及硬度测试等手段研究了变形高纯铝退火后的组织和硬度的变化。结果表明:高纯铝经冷轧累计变形80%后硬度值达到35.9 HV0.1,比原始未变形态增加了49%,经300℃×10 min退火后高纯铝变形组织完全再结晶,得到尺寸大小为100μm的均匀细化晶粒,硬度值下降到32.0 HV0.1,比轧制态降低了11%,随保温时间的增加,出现晶粒长大的现象,硬度下降趋于平稳;当退火温度超过300℃后,随退火温度的升高和保温时间的增加,晶粒长大现象越明显,硬度下降趋势变小,趋于稳定状态。

氟金云母玻璃陶瓷粉体的溶胶凝胶法制备

以Mg(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O、NH_4F、NaF、CO(NH_2)_2和硅溶胶为原料,采用溶胶凝胶法制备氟金云母(NaMg_3AlSi_3O_(10)F_2)。借助X射线衍射(XRD)、同步热分析(DTA/TG)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)等检测手段,研究了热处理温度等因素对氟金云母粉体晶相组成和晶体生长情况的影响。研究结果表明:合成粉体的物相具备典型的玻璃陶瓷材料特征,粉体直径约为30 nm。晶化热处理后粉体晶态比例显著提高,呈现尺寸较大的片状形貌。氟金云母晶相在500℃开始明显析出,随着晶化温度的适当提高,氟金云母的晶化速度显著提高,杂相也明显减少。

L-半胱氨酸/ZnO缓蚀剂对5A06铝合金在碱性溶液中耐腐蚀性能的影响

为了降低铝阳极材料的自腐蚀速率及成本,选用防锈铝合金5A06作为铝空气电池阳极材料,研究L-半胱氨酸/ZnO复合缓蚀剂对5A06铝合金在4.00 mol/L NaOH溶液中电化学性能的影响。结果表明:L-半胱氨酸/ZnO复合缓蚀剂明显降低了5A06铝合金的自腐蚀速率,且该合金作为阳极的铝空气电池在NaOH/L-半胱氨酸/ZnO溶液中具有较高的电位及阳极利用率;L-半胱氨酸属于阴极型缓蚀剂,而ZnO属于成相型缓蚀剂。

锑对镁空气电池阳极性能的影响

为了探索放电性能更好的镁空气电池阳极,制备了3种镁合金,分别为Mg-6%Al-1%Zn,Mg-6%Al-5%Pb-1%Zn和Mg-6%Al-5%Pb-1%Zn-0.5%Sb,与工业空气阴极、NaCl溶液组成镁空气电池。利用X射线衍射、扫描电镜、电化学工作站和蓝电测试系统,检测镁合金阳极的微观组织和电化学性能。结果表明:在镁合金中加入质量分数为0.5%的Sb后,晶粒尺寸明显减小,第二相β-Mg_(17)Al_(12)细化,腐蚀电位负移,腐蚀电流密度减小。Sb元素明显减少了合金的析氢反应,提高了镁阳极的放电电压,使放电产物更容易从合金表面脱落。

球化介质对球栅阵列封装钎焊球质量的影响

以63Sn37Pb焊丝为原料,分别以花生油、硅油、机油、蓖麻油为球化介质,利用切丝重熔法在球化温度为320℃下制备了球栅阵列封装(BGA)焊球,研究了不同球化介质对焊球真球度、表面质量及含氧量的影响。结果表明:当球化介质为花生油时,焊球的真球度最高,为98.89%,表面质量最好,且含氧量最低,为0.027%(质量分数);花生油的球化效果最好,蓖麻油次之,硅油和机油的最差。

MnO含量对SJ612焊剂焊接18-8不锈钢接头组织和性能的影响

采用添加质量分数分别为0,4%,8%,12%,16%,20%MnO的SJ612焊剂,配合SAWER308焊丝焊接了18-8不锈钢,研究了MnO含量对焊接接头显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:接头焊缝组织均由奥氏体和铁素体组成,铁素体含量随MnO含量的增加先增大后减少;随着MnO含量的增加,接头的抗拉强度和伸长率先快速增大后增大速率减缓,当MnO质量分数超过12%时趋向稳定;耐腐蚀性能则先增强后减弱,当MnO质量分数为12%时,接头的腐蚀速率最小,为1.86×10^(-5) g·mm^(-2)·h^(-1),耐腐蚀性能最好。

焊后热处理对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响

通过试验研究了不同热处理方式下P92钢焊接接头的组织性能变化。结果表明:所有试样的拉伸断口均位于非焊缝区,焊缝处的拉伸性能好于母材区域。在低于700℃温度下保温60 min后,焊缝硬度高于母材,焊缝硬度值在35~45 HRC,母材硬度约为20 HRC,对焊缝区硬度无改善;760℃保温90 min焊后热处理后焊缝组织接近原始母材组织,为回火屈氏体,组织均匀细小,焊接硬度明显下降且接近母材,为最佳焊后热处理工艺。

氧化镁对不锈钢埋弧焊剂SJ601抗潮性和脱渣性影响

采用自制的SJ601焊剂,配合SAW-ER308焊丝焊接304不锈钢,研究MgO对烧结焊剂SJ601抗潮性和脱渣性的影响。结果表明:当w(MgO)>16%时,随着w(MgO)的增加,SJ601抗潮能力明显提高;当w(MgO)16%时,SJ601抗潮能力最好。当w(MgO)<8%时,焊缝脱渣性变化不明显;当w(MgO)>8%时,复杂化合物量饱和,随着w(MgO)的增加,焊缝脱渣性明显变差。

纤维素水溶性石墨烯型PVA凝胶聚合物电解质对锌空气电池性能的影响

通过Hummers法先制备了氧化石墨烯,再进一步制备水溶性石墨烯(WSG),然后以聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和水溶性石墨烯(WSG)为原料,采用水热法,辅以溶解铸膜法制备了PVA基纤维素水溶性石墨烯型凝胶聚合物电解质,并对以上有关产物进行表征和测试。结果表明,所制备的电解质具有高的离子电导率(39.9mS/cm),组装成柔性锌空气电池有优良的放电容量(18.342mAh),可以连续充放电32.05h,共97个循环,循环效率为66.9%,功率密度为22.55mW/cm^(2)。

中频感应热处理对T91钢焊接接头组织和力学性能的影响

采用自主研制板状感应加热器,应用中频感应热处理方法对受热面管排T91钢焊接接头进行了焊后热处理,研究了不同试验条件对温度分布的影响,通过拉伸试验、冲击试验和金相组织观察分析了不同试验条件对焊接接头的组织和力学性能的影响,得到了最优受热面管排中频感应热处理工艺。结果表明:升温速率对焊缝各点温差影响较小;采用中频感应热处理焊缝横向、轴向温度均匀性较好;热处理耗电量随升温速率的提高而减小,具有节能效果;不同试验条件下中频感应热处理后的组织均为回火索氏体,焊缝的硬度、屈服强度和冲击韧性均满足标准要求。

添加硼砂对不锈钢烧结焊剂吸潮性和脱渣性的影响

在奥氏体不锈钢烧结焊剂配方中添加硼砂制成含硼砂不锈钢烧结焊剂,在奥氏体不锈钢上进行焊接。通过吸湿试验和小球撞击试验测定烧结焊剂吸潮率和脱渣率,研究了硼砂对烧结焊剂吸潮性和脱渣性的影响。利用扫描电镜对烧结焊剂和熔渣表面结构进行观察,研究硼砂对烧结焊剂和熔渣微观结构的影响,并分析其影响机理。研究结果表明:烧结焊剂中添加硼砂,焊剂表面有低熔点物质生成。添加的硼砂质量分数为3%时,焊剂抗潮能力最强。硼砂能显著提高焊剂脱渣率,改善焊剂脱渣性,且熔渣微观表面由凸凹不平逐渐变得平滑。添加的硼砂质量分数超过3%时,3次撞击焊缝能完全脱渣。

气雾化镍基高温合金粉体的过冷度和显微组织特征（英文）

雾化技术是一种获得微细球形合金粉体的有效方法,其中雾化过程中的过冷度是影响粉体性能的重要因素。借助DSC等实验手段,研究了镍基高温合金粉体尺寸和冷却速度对粉体过冷度和显微组织的影响,以及粉体尺寸,冷却速度和过冷度之间的关系。结果表明,粉体尺寸和冷却速度越小,粉体冷却时的过冷度越大。同时,较大的过冷度会显著降低粉体中树枝晶的臂间距。另外,粉体尺寸越小,粉体中的胞状晶的比例越高,晶粒的尺寸也显著减小。

Al-Mg-Sn-Ga铝阳极合金电化学性能研究

研究了铝空气电池阳极合金Al-0.5Mg-0.1Sn-0.05Ga(质量分数,%)在铸态及40%变形状态下、在2 mol/L NaCl及4 mol/L NaOH溶液中的电化学性能,以期改善该合金的放电性能。结果表明,40%变形工艺提高了该合金的电化学活性,同时减小了合金的腐蚀速率。这是由于通过变形使铸态合金晶粒细化所致。合金的放电形貌及电化学阻抗谱(EIS)测试结果与电化学性能相符,变形合金作为阳极的空气电池,在2 mol/L NaCl溶液中的工作电位及阳极利用率高于Zn在4 mol/L NaOH溶液中相应的性能。