合金相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能

鎂合金可以作為海水激活電池陽(yáng)極材料來(lái)使用。研究了az31、ap65和mg-3%ga-2%hg3種鎂合金在海水中放電的電化學(xué)性能。mg-3%ga-2%hg合金的陽(yáng)極極化曲線表明,該合金具有比az31和ap65合金更負(fù)的腐蝕電位。恒電流放電實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,mg-3%ga-2%hg合金在海水中表現(xiàn)出更好的陽(yáng)極放電性能。交流阻抗測(cè)試表明,鎂合金陽(yáng)極和海水接觸表面的電化學(xué)反應(yīng)決定反應(yīng)的活性,mg-3%ga-2%hg合金中的mg3hg和mg21ga5hg3化合物比az31合金中的mg17（al,zn）12相以及ap65合金中的鉛在鎂中形成的固溶體具有更好的電化學(xué)活性。

氟化碳是一種高儲(chǔ)能密度鋰原電池的正極材料,材料晶相結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)性能有重要影響。以nf3為氟化劑對(duì)多種碳源進(jìn)行氟化,制備了不同層間距和比表面積系列的氟化碳材料,并進(jìn)行表征和電化學(xué)測(cè)試。結(jié)果表明:通過(guò)優(yōu)選碳源,可以增大氟化產(chǎn)物的層間距和比表面積,從而有效減小電極極化,提高電池的工作電壓。

在鋁合金犧牲陽(yáng)極表面鍍覆了不同厚度的鋅層,對(duì)鍍鋅陽(yáng)極試樣進(jìn)行了極化曲線和電化學(xué)阻抗測(cè)試,并采用自放電法分析了鍍鋅陽(yáng)極試樣的電化學(xué)性能。極化曲線結(jié)果表明,鍍鋅陽(yáng)極試樣的腐蝕電位隨鋅層厚度增加逐漸正移;電化學(xué)阻抗譜表明,鍍鋅試樣電化學(xué)活性增加;自放電試驗(yàn)結(jié)果表明,鍍鋅層對(duì)電偶電流隨時(shí)間的變化趨勢(shì)影響不大,但一定厚度的鋅層能使保護(hù)電流密度變化更趨平穩(wěn);陰極保護(hù)電位隨時(shí)間變化總的趨勢(shì)是先快速下降,而后趨于緩慢下降至穩(wěn)定,鍍鋅層越厚陰極電位負(fù)移程度越大。

在鋁合金犧牲陽(yáng)極表面鍍覆了不同厚度的鋅層,采用自放電方法分析了鍍鋅鋁合金犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)性能,結(jié)果表明:鍍鋅層對(duì)電偶電流隨時(shí)間的變化趨勢(shì)影響不大,但一定厚度的鋅層能使保護(hù)電流密度變化更趨平穩(wěn);鍍鋅陽(yáng)極試樣的陰極電位隨時(shí)間變化總的趨勢(shì)是先快速下降,而后趨于緩慢下降至穩(wěn)定,鍍鋅層越厚陰極電位負(fù)移程度越大;鍍鋅陽(yáng)極試樣表面腐蝕較均勻。

為了提高al-zn-sn-bi合金犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)性能,通過(guò)不同方式添加ga和稀土元素ce,熔煉了al-zn-sn-bi(1號(hào)),al-zn-sn-bi-ce(2號(hào)),al-zn-sn-bi-ga(3號(hào)),al-zn-sn-bi-ga-ce(4號(hào))4種陽(yáng)極合金,分析了4種陽(yáng)極合金在人造海水中的開路電位、電流效率、腐蝕均勻性、腐蝕產(chǎn)物黏附狀態(tài)等電化學(xué)性能,并通過(guò)陽(yáng)極合金的微觀形貌及其在3.5%nacl溶液中的極化曲線、電化學(xué)阻抗譜分析了添加ga,ce對(duì)陽(yáng)極合金電化學(xué)性能的作用機(jī)制。結(jié)果表明:同時(shí)添加ga和ce的al-zn-sn-ga-bi-ce電流效率達(dá)96.7%,綜合電化學(xué)性能明顯改善;al-zn-sn-bi和al-zn-sn-bi-ce合金陽(yáng)極的活化機(jī)理可用rs[ccoxrcox(qr1)(l1rad1)(l2rad2)]等效電路表示,al-zn-sn-bi-ga和al-zn-sn-bi-ga-ce合金陽(yáng)極的活化可用rs[qr1(c1rw1)(c2rw2)(lrad)]等效電路表示。

加鎂改性鋁合金犧牲陽(yáng)極在土壤中電化學(xué)性能研究

通過(guò)正交試驗(yàn)篩選確定了al-zn-in-si犧牲陽(yáng)極材料的最佳配比為zn5.5%,in0.020%,si0.11%,fe0.12%。并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,al-5.5zn-0.02in-0.11si犧牲陽(yáng)極材料的電化學(xué)性能指標(biāo)包括開路電位、工作電位、實(shí)際電化學(xué)容量、電流效率、表面溶解形貌等,均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

采用金相顯微鏡、x射線衍射及掃描電鏡研究zn含量對(duì)mg-al-pb-zn系鎂陽(yáng)極材料顯微組織、相結(jié)構(gòu)及表面形貌的影響;通過(guò)恒電流法、動(dòng)電位極化法、排水集氣法等研究該鎂合金的腐蝕行為和電化學(xué)性能。結(jié)果表明:隨著zn質(zhì)量的增加,合金晶粒愈加細(xì)小,形成細(xì)小的等軸晶;合金主要由α-mg基體及長(zhǎng)棒狀的β-mg17al12相、顆粒狀的mgzn相和mg2pb相組成;zn的加入可以提高鎂合金放電電壓和電流效率,降低析氫率。由于鎂合金的"負(fù)差數(shù)效應(yīng)"使析氫率隨電流密度的增大而增大,當(dāng)電流密度為10ma/cm2時(shí),電流效率最高,可達(dá)91%;腐蝕產(chǎn)物主要成分為mg(oh)2、al2o3、pbo2及mgal2o4,且疏松、易脫落,使得鎂合金陽(yáng)極的工作電極電位負(fù)而且穩(wěn)定,可促進(jìn)電池反應(yīng)深入進(jìn)行。

銅及銅合金化學(xué)及電化學(xué)拋光：化學(xué)拋光 (1)普通型化學(xué)拋光溶液配方及工藝規(guī)范見(jiàn)表1。 (2)清潔型化學(xué)拋光溶液 ①工藝流程。上夾具一超聲波脫脂一熱水洗一三級(jí)逆流漂洗一除膜一化 學(xué)拋光一流動(dòng)水洗一無(wú)鉻鈍化一流動(dòng)水洗一封閉干燥一成品下架。 ②清潔型化學(xué)拋光溶液配方及工藝規(guī)范硫酸(h2s04)450ml／l 表1銅及銅合金化學(xué)拋光工藝規(guī)范 配方 工藝規(guī)范 12345 硫酸(h2s04，密度 1.84g／ml)／(ml／ l) 250～280400～500 硝酸(hn03，密度 1.50g／ml，質(zhì)量

為評(píng)價(jià)低溫土壤對(duì)鎂合金陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響,通過(guò)極化曲線、交流阻抗和電流效率實(shí)驗(yàn)方法,研究了4種鎂合金陽(yáng)極在-4℃和4℃的模擬低溫青藏高原土壤中的電化學(xué)性能.研究表明:鎂合金中加入mn、al和zn元素可與雜質(zhì)元素形成陰極作用較弱的金屬間化合物,降低了鎂合金的自溶解傾向,提高了電流效率;鎂合金陽(yáng)極在低溫青藏高原土壤中呈活性溶解狀態(tài),溶解活性和反應(yīng)活性由強(qiáng)到弱順序?yàn)閙gaz63b鎂合金、mgaz31b鎂合金、mgm1c鎂合金和高純鎂;4種鎂合金陽(yáng)極中mgaz63b的電流效率最高,-4℃和4℃時(shí)分別為54.39%和61.77%;4℃土壤中氧的擴(kuò)散速率比-4℃時(shí)高,故鎂合金陽(yáng)極在青藏高原土壤中4℃時(shí)溶解活性和電流效率均優(yōu)于-4℃時(shí).

注入N^+對(duì)316不銹鋼、超純AI、6061 AI合金電化學(xué)性能的影響

將熱鍍鋅鋼在含10g/lna2moo4.2h2o、ph為5的溶液中60℃下處理10~300秒,獲得了鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜試樣.應(yīng)用極化曲線和電化學(xué)交流阻抗譜(eis)研究了轉(zhuǎn)化膜層在5%nacl水溶液的耐蝕性能.結(jié)果表明,經(jīng)鉬酸鹽轉(zhuǎn)化處理后的鍍鋅鋼板,其腐蝕電流密度下降,極化電阻升高,陰極極化作用明顯增強(qiáng),腐蝕保護(hù)效率顯著提高,電化學(xué)阻抗值提高了一個(gè)數(shù)量級(jí);低頻擴(kuò)散阻抗值隨處理時(shí)間的增加先增大后減小,表明腐蝕電解質(zhì)在轉(zhuǎn)化膜層孔隙中擴(kuò)散的難易程度先增加后下降.

應(yīng)用改進(jìn)固相合成法制備亞微米li4ti5o12鋰離子電池材料.x射線衍射(xrd)、掃描電鏡(sem)和激光粒度分析分別顯示:物相單一且粒度均勻,d50為0.886μm,屬于亞微米級(jí)材料.合適的粒度和分布使得該材料展示出優(yōu)良的電化學(xué)性能,以其裝配的半電池中,0.1c首次放電容量為165mah/g,5c時(shí)放電容量可達(dá)107mah/g,10c時(shí)仍可達(dá)到54mah/g.

采用改進(jìn)的氨水-雙氧水法制備了納米(ceo2)0.95(gdo1.5)0.05粉末,并利用tga/dta、xrd和tem對(duì)粉末進(jìn)行了表征。由tga/dta分析曲線可知,粉末在621℃完全轉(zhuǎn)化為晶態(tài)(ceo2)0.95(gdo1.5)0.05;xrd分析表明,粉末樣品為螢石結(jié)構(gòu),計(jì)算得粉末的粒度為5.23nm,晶胞常數(shù)為0.5406nm;由tem照片可以看出,粉末呈軟團(tuán)聚狀,顆粒細(xì)小均勻,粒徑分布在5～10nm范圍內(nèi),與xrd的分析計(jì)算結(jié)果基本一致。用sps法制備了納米(ceo2)0.95(gdo1.5)0.05固體電解質(zhì)材料,采用交流阻抗法測(cè)試其電導(dǎo)率,晶格電導(dǎo)率為1.32e-3s/cm,晶界電導(dǎo)率為0.24e-5s/cm,與普通材料相比,納米材料的晶格電導(dǎo)率提高了兩倍,晶界電導(dǎo)率提高了100多倍,但晶界電導(dǎo)仍小于晶格電導(dǎo),即晶界仍然是阻抗性的。

將熱鍍鋅鋼板在7%(體積比)、ph=4的乙烯基三甲氧基硅烷溶液中40℃下處理2min,獲得了硅烷膜試樣。應(yīng)用極化曲線和電化學(xué)交流阻抗譜(eis)評(píng)價(jià)了硅烷膜在5%nacl溶液中的耐蝕性能,采用俄歇電子能譜(aes)分析了膜層的成分和結(jié)構(gòu)特性。結(jié)果表明,硅烷膜主要由c、o、si等元素組成,硅烷分子并非是簡(jiǎn)單地以物理吸附的方式存在于熱鍍鋅層上,而是通過(guò)si–o–zn鍵使得硅烷界面層與熱鍍鋅層緊密結(jié)合在一起。硅烷膜能同時(shí)抑制zn腐蝕過(guò)程中的陽(yáng)極和陰極反應(yīng),其極化阻抗值rp可達(dá)5.53k?.cm2。硅烷膜的低頻與高頻容抗弧幾乎合成一個(gè)弧,表明腐蝕過(guò)程中硅烷膜層已經(jīng)很致密,界面電容很大,cl﹣難以通過(guò)膜層間隙到達(dá)zn基體表面。

為模擬再堿化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,對(duì)再堿化后的鋼筋-砂漿試件進(jìn)行加速碳化試驗(yàn),碳化的時(shí)間采用試件進(jìn)行再堿化前第1次碳化所用的時(shí)間.采用交流阻抗譜、極化曲線和ph測(cè)試等測(cè)試方法研究再碳化過(guò)程中鋼筋電化學(xué)和水泥砂漿堿性的變化.試驗(yàn)結(jié)果表明:在本試驗(yàn)條件下,再碳化后試件的ph值仍然大于10.00;再碳化后鋼筋的腐蝕電流雖然有所增大,但仍小于再堿化前的腐蝕電流密度,鋼筋的腐蝕電位負(fù)移,但仍大于再堿化前的腐蝕電位.研究結(jié)果表明:再堿化后的混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)co2具有較好的抵抗侵蝕的作用.

模擬了新疆某油田井下地層水環(huán)境,采用恒電流法分別檢測(cè)p110套管鋼在不同溫度、ph值、礦化度下的自腐蝕電位和極化曲線,考察了不同介質(zhì)條件下p110套管的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,相對(duì)溫度而言,ph值和礦化度對(duì)p110鋼電化學(xué)性能影響有限;隨著溫度的升高,p110鋼的開路電位顯著負(fù)移;溫度能影響p110套管表面腐蝕產(chǎn)物膜特性,鈍化膜的穩(wěn)定性隨溫度上升而逐漸消失,從而導(dǎo)致在高溫下p110鋼表面不斷溶解腐蝕。

采用共沉淀法合成lini1/3co1/3mn1/3o2,對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明lini1/3co1/3mn1/3o2材料具有層狀結(jié)構(gòu),在2.8~4.4v（vsli/li^＋）條件下進(jìn)行充放電測(cè)試,首次放電比容量可達(dá)174.0mah·g^-1。

以納米硅(si)、天然石墨(ng)和高軟化點(diǎn)瀝青為前驅(qū)體,通過(guò)球磨和裂解制備了具有殼核結(jié)構(gòu)的硅/天然石墨/瀝青炭(si-ng/pc)復(fù)合材料。考察了球磨時(shí)間、球磨速率和物料比等因素對(duì)制備材料的組成、結(jié)構(gòu)及其作為鋰離子電池陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:最佳球磨速率為300r/min,最適宜的球磨時(shí)間為21h。所制si-ng/pc復(fù)合材料的循環(huán)性能隨pc含量的增加而提高,但其比容量卻隨pc含量的增加迅速降低,pc的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。同時(shí),si-ng/pc復(fù)合材料的比容量隨si含量的增加而增大,為獲得好的循環(huán)性能,納米si質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于35%。在優(yōu)化條件下制備的si-ng/pc復(fù)合材料在50個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)出高的比容量和優(yōu)異的循環(huán)性能。

為了改善q235鋼的抗腐蝕性能,采用脈沖加弧輝光離子鍍技術(shù)對(duì)其滲鍍鉻鎳。利用x射線衍射、掃描電鏡(sem)對(duì)q235鋼表面鉻鎳合金滲鍍層進(jìn)行了分析,同時(shí)探討了其電化學(xué)性能。結(jié)果表明:q235鋼滲鍍鉻鎳后表面形成了cr0.19fe0.70ni0.11合金層,明顯提高了其抗腐蝕性能。

采用動(dòng)電位極化、電化學(xué)阻抗譜和mott-schottky曲線研究了316l不銹鋼在硫酸溶液和氫氧化鈉溶液中的電化學(xué)行為。結(jié)果表明,316l不銹鋼在硫酸溶液和氫氧化鈉溶液中鈍化區(qū)間分別為0.1～0.9v和-0.25～0.7v;316l不銹鋼在氫氧化鈉溶液中的阻抗模值較大。隨掃描電位正移,硫酸溶液與氫氧化鈉溶液中的動(dòng)電位電化學(xué)阻抗譜變化趨勢(shì)差異明顯;0.1v條件下形成鈍化膜的mott-schottky曲線證明鈍化膜由p型和n型兩種氧化物組成。

利用高溫高壓釜進(jìn)行2cr13不銹鋼的高溫高壓co2腐蝕實(shí)驗(yàn),用掃描電鏡(sem)和x射線光電子譜(xps)分析腐蝕產(chǎn)物膜的形貌和成分,電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)2cr13不銹鋼電極過(guò)程影響,失重法評(píng)價(jià)兩種2cr13不銹鋼co2均勻腐蝕速率．結(jié)果表明:含氮鋼的腐蝕產(chǎn)物膜結(jié)構(gòu)比較疏松,腐蝕膜中的cr2o3被crn和na3cro4部分替代,并且含有較多的fe3o4和α-feooh,其膜的電阻值比不含氮的2cr13鋼的小,腐蝕速率較大．