电沉积法制备多功能复合材料研究动态与发展趋势

综述了近年来国内外在复合电沉积制备多功能复合材料方面的研究动态与发展趋势;重点探讨了多元复合电沉积、多元脉冲复合电沉积、脉冲喷射电沉积、纳米复合电沉积以及功能梯度材料的复合电沉积等方面的研究现状和发展趋势。结果表明：这五类复合材料镀层的性能比传统的单金属镀层、合金镀层及其复合镀层更加优异,在今后的发展中将有更广阔的应用前景。     

Al/Pb-WC-ZrO2复合电极材料的电化学性能研究

 研究了电镀液中固体微粒质量浓度及工艺条件对Al/Pb-WC-ZrO₂复合电极材料的表面化学组成及稳态析氧极化曲线的影响规律,对上述工艺条件进行了优化,优化后的工艺条件如下:WC:50 g/L,ZrO₂:40g/L,温度:20℃,电流密度:1.5 A/dm²,电沉积时间:2 h.所获得Al/Pb-WC-ZrO₂复合电极材料的析氧动力学参数为:a=771 mV,b=140 mV,i⁰=3.11×10^-6A·cm^-2,并且电极的析氧过电位为η=1 009 mV,复合镀层中WC和ZrO₂质量分数分别为10.02%和3.55%.     

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO4-H2 SO4体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明：500 A·m-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10-11 A·cm-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10-3 A·cm-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.     

衬底负偏压热灯丝CVD金刚石薄膜在锥体上核化的研究

以ＣＨ４和Ｈ２为反应混合气体,用衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ法在Ｓｉ（１００）面上制备金刚石膜,使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）,Ｒａｍａｎ谱和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对在硅尖上的金刚石核化进行了研究,并着重讨论了沉积在硅尖上的金刚石颗粒的生长机理。     

Mn2+掺杂不锈钢基β-PbO2电极制备及电催化性能

在硝酸铅镀液中添加Mn(NO3)2,直流电沉积方法制备不锈钢基β-PbO2电极.利用SEM、EDS表征电极的形貌和Mn含量,阳极极化曲线和动力学参数表征电极的电催化活性.结果表明:Mn(NO3)2的添加量为6g/L时,表面形貌为颗粒状,排列紧凑,其电催化活性最好.掺杂Mn2+制备的不锈钢基β-PbO2电极与Pb-(1%)Ag合金阳极相比,槽电压降低,电流效率提高.     

锌电积过程中锰元素对铝阴极的电化学行为影响

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+65g·L-1和H2SO4150g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5％时腐蚀电流达最低(1.11mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954V);零电势下,表观电流密度i0受Mn元素的添加影响显著,i0随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5％时达到最大值3.7462×10-16mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5％的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用.     

Zr含量对Ti/Sn–Ru–Co–ZrOx电极电化学性能的影响

在MnCl₂体系中电解锰具有槽电压低、可有效降低能耗、锰产品品质优良等优点，逐渐成为研究热点。然而阳极在氯离子体系中稳定性差、易失效是其面临的主要问题。本文通过热分解氧化法制备了梯度Zr元素改性的Ti/Sn–Ru–Co–Zr新型阳极。通过SEM（扫描电子显微镜）获取了涂层阳极的形貌特征。基于涂层的电化学性能测试及XRD（X射线衍射）测试研究并分析了Zr元素对电极性能的影响。当Sn–Ru–Co–Zr的摩尔比为6:1:0.8:0.3时，由于ZrO₂纳米粒子的良好填充效果，涂层表面的裂纹最小，整体致密性最好。此外，通过此条件制备的电极在1mol% NH₄Cl 和 1.5mol% HCl 溶液体系中具有最低的传质阻力和较高的析氯活性。通过加速寿命测试并根据经验公式计算可得，该电极的使用寿命可达3102 h，较无Zr电极提高11.87%。