表面状态对核级316LN不锈钢电化学腐蚀行为的影响

表征了打磨态和机械抛光态316LN不锈钢表面的粗糙度、表面残余应变和表面电子功函数的分布,并研究了打磨态和机械抛光态样品在硼酸盐溶液中电化学腐蚀行为的差异.与机械抛光态316LN不锈钢相比,打磨处理后样品表面较为粗糙,且表面的微观残余应变较大,近表面产生约50 μm的加工硬化层.表面粗糙度和微观应变的增加引起打磨态表面电化学活性的增大,从而促进316LN不锈钢在硼酸盐溶液中腐蚀.机械抛光处理降低了表面钝化膜的载流子密度(供体和受体),并增大了钝化膜的阻抗,提高了钝化膜的致密性和保护性,能够有效抑制金属的进一步腐蚀.     

室温电化学制备的SrWO_4多晶膜的团簇生长实验研究

采用室温恒电流电化学技术,在含Sr2 的碱性溶液中制备出了结晶良好的、形貌可控的Sr WO4多晶膜,研究了电流密度、电极间距和衬底的处理方式,对Sr WO4多晶膜的团簇生长的影响及产生的原因.SEM分析表明,在不同的条件下,多晶膜的团簇生长行为也会有所不同.实验结果表明电流密度是影响沉积膜形貌的最主要因素,当它降到0.05mA/cm2时团簇会消失,Sr WO4多晶膜呈现层状或近层状生长;电极间距也是影响沉积膜形貌的主要因素,当它达到4.5cm时团簇已经基本消失;衬底的粗糙程度也会影响沉积膜形貌,但相对于电流密度和电极间距来说,影响的程度要小得多.作者认为,生长团簇的出现是由于材料的结构特性、晶体生长的物理化学条件等综合因素的影响而产生的.     

电化学方法制备Ba_(1-x-y)Sr_xCa_yWO_4晶态薄膜的相关机制分析

基于本组采用恒电流技术、直接在金属钨片上以电化学方法制备具有白钨矿结构的钡、锶、钙(包括其复合体系)钨酸盐(Ba1-x-ySrxCayWO4)薄膜的实验研究,分析了利用电化学方法制备功能薄膜中的成膜机制,讨论了晶态薄膜电化学制备过程中的电流密度、电解液酸度、沉积温度和溶液浓度等工艺条件对薄膜形成的影响.该研究结果对利用电化学方法制备相关薄膜也具有重要参考价值.     

三层氮化硅减反射膜的工艺研究

本文研究了通过等离子气相沉积（PECVD）在多晶硅片上制作三层氮化硅减反射膜层,设计的折射率逐渐减小的三层氮化硅膜层能更好的钝化多晶硅片的体表面和减小光的反射,提高了多晶太阳电池的开路电压和短路电流,从而有效的提高了多晶太阳电池的光电转换效率。     

单晶和多晶TiAl–Ti3Al双相合金在NaCl溶液中腐蚀行为的研究

钛合金由于具有优异的力学和耐腐蚀性能,使得其在航空航天等领域具有重要应用价值。然而,单晶结构对钛合金腐蚀行为的影响及其机制并不明确。为了阐明高强度TiAl合金中单晶结构与其腐蚀性能的关联性,使用电化学和表面表征等方法,本文深入探究了Ti–45Al–8Nb双相单晶及其多晶合金在NaCl溶液中腐蚀性能的差异。动电位极化曲线显示,双相单晶合金的腐蚀速率较低,相比于多晶合金,点蚀电位高出约280 mV。电化学阻抗谱和恒电位极化图显示单晶合金表面钝化膜的电荷转移电阻更高,这是因为其钝化膜中Nb元素含量较高。本文的结果表明,由于单晶合金微观结构和成分分布更加均匀,与多晶合金相比,双相Ti–45Al–8Nb单晶合金在NaCl溶液中具有更高的耐蚀性。     

钯取代磷钨杂多酸/聚酰胺-胺复合膜的制备及电催化性能

通过层层静电自组装法在基底上原位制备了钯取代Keggin型磷钨杂多酸/聚酰胺-胺多层膜修饰电极.利用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对多层膜的组成和表面形貌进行了表征.结果表明,经杂多酸阴离子和聚酰胺-胺交替组装形成的多层膜生长均匀且表面平整.用循环伏安法研究了多层膜的形成过程及电化学性能.测试结果表明:多层膜在0.4～-0.6V电位范围内出现一对归属于Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅰ)的氧化还原峰,该峰随pH值和扫描速率的改变而发生一定程度的形变;在pH=4的缓冲溶液中,多层膜修饰电极的稳定性良好且对BrO3-和H2O2的还原反应表现出良好的催化活性.     

电化学沉积时间对CaMoO_4薄膜制备影响研究

采用恒电流电化学制备技术,在高纯金属钼基体上直接制备了白钨矿结构的CaMoO4薄膜.研究发现电化学沉积时间对薄膜的表面形貌、晶格参数、薄膜附着力等有重要的影响,为了沉积出结晶良好、附着力较强的CaMoO4多晶薄膜,将沉积时间控制在工作电极电位达最大值所需时间附近比较好.     

DNAzyme在金电极上自组装电化学生物传感器的制备

利用巯基与金表面Au-S键的自组装技术,可以将巯基修饰的DNAzyme固定在金电极表面形成电化学生物传感器,并以含有[Fe(CN)6]3-/4-的磷酸缓冲液(PBS)作为电化学检测底液,利用循环伏安法初步研究该修饰电极的电化学行为和修饰过程的电化学表征.DNAzymes自组装膜的存在明显抑制了二茂铁与[Fe(CN)6]3-/4-之间的电子转移.结果表明,基于巯基修饰的DNAzyme在金电极表面能够发生自组装作用,在金电极表面形成较为稳固的自组装DNAzyme膜.     

室温不可逆原电池技术制备BaMoO_4多晶薄膜(英文)

室温条件下于Ba(OH)2溶液中采用无外加电流的非可逆原电池技术在钼金属基片上制备了BaMoO4多晶薄膜.采用XRD、SEM和Raman技术表征了制备薄膜的微结构;同时探讨了BaMoO4薄膜的电化学形成机制.XRD,SEM和Raman分析结果表明制备的薄膜表面均匀、致密,是白钨矿结构的四方单相BaMoO4;非可逆原电池条件下BaMoO4薄膜的形成包括阳极氧化溶解反应和溶液沉积反应,原电池反应的驱动力是电池的正极与负极的电势差.     

掺镱钨酸钡晶体及光谱性能

采用液相法合成掺镱钨酸钡(Yb∶BaWO4)晶体的原料,并用Czochralski法(提拉法)生长出无色透明不开裂的Yb∶BaWO4晶体.对Yb∶BaWO4晶体分凝系数、晶胞参数、热谱、透过和吸收光谱进行测试,计算了有关光谱参数.研究这种晶体成为激光基质晶体的可行性.     

基于金属电化学腐蚀的单晶SiC表面腐蚀和磨损性能研究

针对化学机械抛光中抛光液的环境污染,提出一种基于金属电化学腐蚀的单晶SiC化学机械抛光方法. 通过腐蚀实验和摩擦磨损实验,研究了电化学腐蚀单晶SiC的Si面腐蚀性能和磨损性能. 通过对比Al、Cu、Fe金属在Na2SO4电解质溶液中对Si面的腐蚀性能,发现Al在Si面产生明显的腐蚀层,EDS和XPS检测证实该腐蚀产物为SiO2. 采用摩擦磨损实验研究溶液组分对SiC的Si面磨损影响规律. 结果表明,提高Na2SO4电解质溶液浓度能获得更大的磨损量,当Na2SO4电解质溶液浓度为1.00 mol/L时,得到最大为7.19 μm2的磨损量;在酸性的金属电化学腐蚀溶液中,Si面具有更好的材料去除性能,在pH=3时磨损量达到11.97 μm2. 单晶SiC的金属电化学腐蚀材料去除机制为阴极的Al金属发生电偶腐蚀反应产生腐蚀电流,促使阳极SiC表面氧化生成SiO2氧化层,进而去除材料.     

化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究

借助现代实验仪器在微纳量级模拟化学机械抛光工况条件,采集摩擦界面的实时摩擦因数,研究单晶硅片化学机械抛光中的化学作用和机械作用的协同及相互影响关系.研究结果表明:在一定的化学机械抛光工艺条件下,去离子水和过氧化氢的化学作用及抛光正压力与滑划速度的机械作用对化学机械抛光的材料去除过程有着不同的影响.进一步分析研究获得了化学和机械作用协同的工艺参数条件:当抛光正压力为70mN、滑划速度为8.00mm/s时,抛光效果最优.     

碳载Pt纳米薄膜电极制备、表征及其Sb修饰的电化学特性

运用电化学循环伏安法在玻碳载体上制备纳米级厚度的Pt膜电极,用STM表征了电极表面的形貌,测定了电沉积层的厚度、表面积和Pt载量。结果表明,电沉积的碳载Pt电催化材料是一种由粒度均匀的纳米颗粒构成的纳米薄层,表面形貌以层状结构为主,属于多晶结构;同时,运用电化学循环伏安法研究了Sb在碳载纳米Pt膜电极（记为nm-Pt/GC)表面不可逆吸附的电化学特性。研究发现,当扫描电位的上限Eu≤0.50V(SCE)时,Sbad可以稳定地吸附在nm-Pt/GC电极表面,满覆盖度为0.325;并可方便地通过控制电位扫描上限和扫描圈数剥离部份Sb得到Sbad的不同覆盖度。     

连续柱状晶组织BFe10-1-1合金的电化学腐蚀性能

采用线性极化、电化学阻抗谱等电化学方法研究了连续柱状晶组织BFe10-1-1合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的耐蚀性能,并与普通铸造多晶组织BFe10-1-1合金进行了对比.极化曲线测试结果表明,两种合金具有相似的电化学行为,极化曲线都包括活性溶解区、活化-钝化转变区和极限电流区,但连续柱状晶组织合金腐蚀速率小于普通铸造多晶组织合金,主要是由于连续柱状晶组织BFe10-1-1合金的微观偏析程度较小,能有效避免枝晶间局部腐蚀的发生.电化学阻抗谱测试结果也表明,该合金的电荷传递电阻和腐蚀产物膜电阻均大于普通铸造多晶组织合金,具有更高的耐蚀性.     

低温反应射频溅射生长AIN膜

本文报导了用不加正交磁场的低温反应射频溅射生长C轴择优取向AIN多晶膜的方法,用该法在多种基片(特别是在镀铝玻璃片)上制得了择优取向的AIN多晶膜.文中还报导了用XRD与电镜测试AIN多晶膜的结果.初步分析了取向度和粒度大小与工艺条件的关系.     

纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响，本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟，计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能，进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明，当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时，在10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大，但是抗剪切强度反而小；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～20%之间时，随着钨元素含量的增加，抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～15%之间时，温度为10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。     

牛血清白蛋白在自组装膜表面非特异性吸附——基于表面等离子体共振技术

将末端带OH、COOH、NH2、CH3的巯基化合物自组装于金片表面形成膜,利用表面等离子体共振(SPR)技术实现了牛血清白蛋白(BSA)在金片表面自组装膜上的非特异性吸附研究.以铁氰化钾为探针,利用循环伏安(CV)和电化学阻抗(EI)方法探究了膜在表面的形态.通过测量膜表面对水的静态接触角表征膜的形成及质量.SPR实时监测得到BSA在自组装膜表面的结合强弱顺序为:CH3＞NH2＞COOH＞OH.同时还研究了形成自组装膜物质的链长对其抗非特异性吸附效果的影响.     

导电聚苯胺膜在模拟PEMFC环境下的腐蚀性能

在由0.5mol/L H2SO4和0.5mol/L苯胺组成的溶液体系中,采用恒电位方法在316L不锈钢双极板表面电化学合成了导电聚苯胺(PANI)薄膜。用红外光谱技术研究了聚苯胺膜的化学键和状态,用扫描电子显微镜观察了聚苯胺膜的表面形貌。以1mol/L H2SO4及2ppM NaF的混合溶液作为模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作条件下的腐蚀介质,控制温度在70℃,用电化学技术研究了聚苯胺膜的腐蚀行为。红外光谱测量结果显示,不锈钢基底上沉积的聚合物膜是聚苯胺。扫描电子显微镜观察表明,在0.8V电压下得到的聚苯胺膜较为均匀致密。极化曲线和电化学阻抗测量结果表明,聚苯胺膜能够显著提高不锈钢双极板的耐腐蚀性能。     

金刚石膜抛光表面缺陷对其红外透射率的影响

通过等离子体喷射CVD(chemical vapor deposition)方法生长了光学级金刚石厚膜,运用电火花和机械抛光技术对厚膜进行了双面抛光,并研究抛光表面缺陷对厚膜红外透射率的影响.结果表明:表面的台阶、孔洞、裂纹和沟槽等缺陷均会引起入射红外光波的散射和吸收,从而导致金刚石厚膜透射率的下降.表面的台阶、孔洞、裂纹和沟槽等缺陷厚膜的平均红外透射率分别为46.53%,62.56%,50.11%,58.26%.     

高度有序多孔氧化铝膜的制备和研究

分别用一步和二步阳极氧化法制备了多孔氧化铝膜，制备出了高度有序、六方柱形结构的多孔氧化铝膜。用原子力显微镜观察了不同电化学抛光条件下抛光铝样品表面的微观结构，探索出了电化学抛光预处理的最佳工艺条件：在温度为10℃、乙醇和高氯酸体积比为4：1的混合液中，于恒电压55V的条件下，对铝片进行电化学抛光30s．为进一步组装各种纳米结构材料打下了基础．