表面活性剂对铜电成核动力学行为的影响

用玻碳电极研究了铜在表面活性剂存在下的电化学成核动力学行为，根据成核模型了其成核速度常数，并讨论了过电位及表面活性剂对电成核过程的作用机理。     

铜在玻璃碳电极上的电化学成核机理

应用动电位扫描法和恒电位阶跃法对硫酸铜体系在玻璃上的电结晶进行了研究。发现铜在该基体上的沉积没有经历UPD过程,测得其临界成核过电位为-0.104V。在本实验条件下,成熟晶核的生长受溶液中Gu~(2+)的扩散所控制,通过分析电位暂态,求出了铜的扩散系数以及不同过电位下的晶核数密度N,并对由连续成核转变为瞬时成核的原因进行了分析。     

基于经典成核理论的聚乙烯自由发泡中成核过程研究

研究了聚乙烯自由发泡中的成核过程。通过提出合理的假设,依据经典成核理论推导了发泡剂质量分数和温度对气泡成核过程的影响,结果表明,随着发泡剂质量分数的增加,成核密度不断增加,成核加速度也逐渐增大;随着温度的升高,成核密度先增加,直至达到最大成核密度并保持不变,但温度进一步升高,成核密度反而减小。推导结果与实验结果基本一致,说明经典成核理论能较好地描述自由发泡成核的过程。     

氯化镁电解时液镁阴极析出相过程的研究

在750℃下,研究了MgCl_2-NaCl-KCl三元系熔体电解时液镁阴极析出相过程的机理,即液镁析出的相过程为三维瞬时成核过程,并导出了成核速度及新核生长速度表达式。     

Cu(Ⅱ)在谷氨酸根配合物体系中的电沉积行为

采用循环伏安法研究谷氨酸根配合物体系中谷氮酸根离子的稳定性和铜在阴极的电沉积过程,利用线性扫描伏安法求体系的表观活化能、表观传递系数和交换电流密度;计时电流法判断铜在电极上的成核方式.实验结果表明:在扫描电位-1.5～3 V内,谷氨酸钠溶液中仅有水的电解反应,谷氨酸根离子无氧化还原反应,铜在阴极沉秋时为不可逆过程;循环伏安曲线的感抗环说明铜在阴极沉积时经历了电结晶过程;由线性扫描伏安法求得表观活化能为34.065 kJ/mol,表观传递系数为0.360,电流交换密度为0.105 A/m2:铜在不锈钢电极上的成核方式为连续成核.     

铂微电极上铜的电化学成核机理

用半径10μm 的铂微电极研究了铜的电化学成核机理.循环伏安实验表明:铜在铂上的电沉积明显分为两个单电子还原步骤,而铜在相同尺寸下的铜微电板上沉积是单步双电子还原反应.理论分析表明:在这两种基体上其成核行为的不同是由于其成核速度及扩散控制差异造成,恒电位阶跃法实验表明:铜在铂上的成核速度大于铜在铜上的成核速度.I-t 曲线的理论分析表明:在这两种基体上铜微品的生长受 Cu~(2+)的扩散所控制.其扩散系数由 I-t~(1/2) 之斜率求得.微电极实验操作简便。重现性优于常规法。理论分析简单,且能获得常规方法难于得到的结果.     

氯化镁电解阴极过程机理及液镁析出状态的研究

在７００～７５０℃的温度条件下，应用电化学稳态技术和暂态技术，对氯化镁电解镁离子的放电过程和液镁成核过程进行了研究．在此基础上考察了工艺条件对液镁析出状态的影响．研究表明：镁的析出过程是包含两个电子的受扩散过程控制的简单反应；液镁析出的相过程为三维瞬时成核过程．导出了成核速度和核心生长速度表达式．电解质氯化镁浓度、电流密度、电解温度和电极材料均能影响液镁析出状态．     

熔盐电镀.I.电化学成核及其在离子扩散控制下的长大

研究电化学成核和长大可为熔盐电镀找到一些控制镀层质量的方法,对熔盐电镀很重要。 电化学成核和长大是通过电化学反应生成新相的过程,其基本关系过去都是从气—液相变和液—固相变的关系导出的。本文利用两个带电的简单相之间的平衡条件——电化学势相等,导出了电化学成核和长大的基本热力学关系和晶核密度(或成核速度)公式。本文还利用溶液中离子的半球形扩散方程,并考虑成核和长大的特点,导出了恒电势下半球形晶核形成和长大的暂态极化公式。推导过程比过去更加直接明瞭,所得的一些关系比经典理论更加普遍,因而更易于理解。     

铜离子对镍在玻碳电极上电结晶行为的影响

利用循环伏安法和恒电位阶跃技术,研究浓度为0.01mol/L铜离子对镍在玻碳电极上电结晶行为的影响。研究结果表明:在含0.01mol/L铜离子的Watts镀液中,电位在-0.3V左右出现铜的还原反应峰,当电位负移到-0.75V时,镍开始结晶沉积;与纯Watts镀液(电位约-0.85V)相比,铜离子的引入促进了镍的电结晶形核和生长,这是因为铜离子的存在降低了镍电结晶形核过电位;在含0.01mol/L铜离子的Watts镀液中,电结晶过程仍基本遵循Scharifker-Hill模型,铜离子的引入并没有改变镍电结晶行为;高负电位下,金属离子的结晶成核方式遵循瞬时成核机制,低负电位下则趋向遵循连续成核机制。     

抗有机杂质镀镍添加剂对镍沉积晶体成核过程的影响

对抗有机杂质镀镍添加剂－－“ＷＤＺ－９６１”对镍沉积晶体成核的影响进行了研究。结果表明，一方面它对Ｎｉ＾２＋的电沉积过程中的成机理没有影响，无论镀液中是否加入该添加剂，电结晶都是连续成核过程，而另一方面，它又可加快电化学成核过程的速度，细化晶粒。     

数值研究“二次成核”在喷雾冷却中的作用

基于喷雾冷却换热原理和气泡-液滴动力学基本知识,对有气泡产生的换热表面进行数值研究,重点考察"二次成核"在整个换热过程中的作用,成核系数α和成核范围系数β变化对换热的影响.研究结果表明,随着成核系数α增大,换热效果增强,当α>6时,增强效果已不明显;成核范围系数β＝8为极值位置,增大或者减少都会使换热效果减弱.通过α=6,β=3,5,8,10的各种情况下的换热量计算,并与Cho,Ponzel提出的经验公式结果进行比较,发现在β=8的时,计算结果与经验公式结果符合最好,由此可以得出α,β的最佳值分别为6,8.     

明胶分子量对阴极电铜表面质量的影响

模拟铜电解工艺条件,添加不同分子量范围的明胶与硫脲、干酪素组成添加剂,考察明胶分子量对阴极铜表面质量的影响.通过目测和金相显微观察对其影响效果进行评价,提出了阴极铜表面微结构模型.研究结果表明,两种不同分子量的明胶组合后的效果明显好于一种明胶,两种明胶的分子量差别越大,也就是明胶的分子量分布范围越大,得到的电铜表面质量越好.粘度为13和20mPa.s的明胶与硫脲、干酪素联合作为铜电解添加剂,得到的阴极铜具有结晶度小、晶粒致密、择优取向不明显和表面平整光滑的特点.     

己二酸十八酯(OAO)过饱和溶液成核研究

对已二酸十八酯 (OAO)过饱和溶液的成核过程 ,研究不同温度、过饱和度及不同溶剂对其诱导期的影响 ,并根据经典成核理论计算了晶体的临界成核自由能和临界成核半径     

马来酸氢十四酯(THM)在过饱和溶液中的成核

研究马来酸氢十四酯(THM)在以苯为溶剂的过饱和溶液中的成核过程,测定了以成核诱导时间表示的成核速率,分析不同温度下过饱和度对其诱导期的影响,并根据经典成核理论计算了固～液表面张力、临界成核自由能和临界成核半径.结果认为,低温度区间范围有利于THM单晶的生长.     

离子液体[Bmim]BF_4中锌的电沉积研究

在l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim]BE_4离子液体中,以Zn(BF_4)_2为锌盐,研究了在铂基底上锌的电沉积.对锌盐浓度、温度对锌电沉积的影响进行了研究,并分析了锌的成核机理.根据Scharifkera和Hills模型处理得到的无因次曲线,发现锌在铂电极上的电结晶在初始短时间内按三维瞬时成核机理形成.随着时间增长,成核过程变成既不是瞬时成核也非连续成核的一种混合成核模式.温度升高与锌盐浓度增加都使得锌的还原电位正移,过电位减小.SEM结果表明,在锌盐浓度与温度较高时得到的镀层较致密且颗粒相对较大.     

次亚磷酸盐在电解铜氰废液同时回收铜和氰过程中的作用

以高浓度铜氰溶液为研究对象,通过添加次亚磷酸盐,进行了高碱条件下电积回收铜与氰化物的研究.研究了次亚磷酸盐用量、温度对铜和氰化物沉积过程的影响;利用线性循环伏安、恒电位电解并结合X射线衍射分析阳极沉淀物的物相,分析了阳极反应机理和次亚磷酸盐抑制氰化物分解的机理;采用电解后余液进行金的氰化浸出实验.结果表明:次亚磷酸盐可有效抑制电沉积过程中氰化物的分解,其抑制效果随温度升高而增强.电解过程中阳极表面生成的Cu2+是造成氰化物分解的主要原因;次亚磷酸盐通过优先与Cu2+发生氧化还原反应从而抑制氰化物的分解.处理后余液对金的氰化浸出无不良影响,通过电解可综合回收铜氰废水中金属与氰化物,处理后废水可循环利用.     

聚丁二炔(Polydiacetylene)单晶中量子成核和热成核相变过程

本文研究聚丁二炔(Polydiacetylene)中的量子成核和热成核相变过程。在从PDB相向PDA相的相变过程中。会出现一个畴壁;相反,在从PDA相向PDB相的相变过程中,会出现一个反畴壁。我们认为,畴壁的形成是一种涨落的结果;利用统计物理的方法,对两种成核过程进行了详细的讨论,发现在ETCD-PD中,主要是热成核相变;而在ETDU-PD中,主要是量子成核相变,与实验事实符合。图5,参13     

琥珀酸氢十八酯(OHS)过饱和溶液的成核研究

为了探索培养ＯＨＳ优质单晶的优化条件，本义研究了过饱和ＯＨＳ 溶液的成核，测量了以诱导期表示的成核速率，报告了温度、过饱和度和溶剂对成核速率的影响，并根据经典成核理论计算了晶体的表面张力、成核自由能和临界成核半径。     

高应变率拉伸下纳米空洞的成核与早期生长

利用分子动力学方法研究了单晶铜中纳米空洞的成核与早期生长过程.研究结果表明：高应变率拉伸作用下,在缺陷原子或空位密集区首先启动（111）-[211],（111）-[211],（111）-[211],（111）-[211]4个滑移系的位错.空洞在特定滑移系层错交叠,即（111）-[211]和（111）-[211]滑移系的层错交叠以及（111）-[211]和（111）-[211]滑移系的层错交叠形成的空穴串处成核.这些空穴串分别沿[011]和[011]方向,与加载方向垂直.相对于其他的滑移系交叠,这种滑移系交叠形成的空穴串的截面积最大.此后,空洞通过发射位错长大,形状类似长条形;伴随其他类型位错的生长,空洞逐渐演化为柱形-椭球形-类球形.对于含双空洞的单晶铜体系,受已存空洞周围应力分布的影响,多个滑移体系同时启动,空洞在3个滑移系的层错交汇点的空穴处成核,其形状受交汇处位错线运动方向的影响,类似扁三角形,并在位错的滑移和攀移作用下逐渐演化为类球形.我们根据畸变场计算了3个层错面交叠处的空穴体积,发现108个不同交叠构型中,只有4种构型的交叠引起的空穴体积最大,空洞成核容易,其他情况不能使空洞成核.     

氮气在缩放喷管中非平衡自发凝结的数值研究

针对氮气在收缩型喷管中自发凝结的两相流动,采用经典成核理论来计算气液两相间的质量传递,选用Standard Redlich Kwong气体状态方程,忽略了气液相之间的速度滑移,利用商业软件CFX中的非平衡凝结模型进行了二维数值模拟。通过对成核率的量级、压力和带液量变化趋势及开始凝结的位置等模拟结果的分析,验证了模型和数值计算的有效性。进一步的数值模拟结果表明:相比于无凝结的绝热膨胀过程,相变释放潜热及气液之间的导热会加热气体,使得气流压力升高、马赫数降低。平衡凝结模型及非平衡凝结模型的对比显示,非平衡数值模型能够更好地揭示低温下氮气自发凝结的两相膨胀过程。