添加剂的结构对镍电结晶的影响

采用循环伏安法研究了糖精、丁炔二醇和香豆素对镍电结晶过程的影响。无论Wstts 液中含不含上述添加剂,镍的电结晶均同于“不可逆和复杂的”过程,分别由不同的三维成核和晶核生长的动力学所引起。根据 Bosco 和Rangarajan 提出的成核/生长模式进行拟合,发现在不含、只含香豆素和同时含上述三种添加剂的 Watts 液中,电结晶遵循连续成核和生长的机理,而在含糖精,丁炔二醇或两者兼有的镀液中,则按瞬时成核/生长方式进行。还就三种添加剂的结构特征和吸附能力讨论了它们对成核和生长规律的影响。     

柠檬酸钠溶液中镍电结晶机制

采用循环伏安和计时电流法研究柠檬酸钠溶液中镍在玻碳电极上电结晶初期阶段的行为。研究结果表明:镍的电结晶经历了晶核形成过程且符合Scharitker-Hill三维成核/生长机制,在低过电位下,镍结晶按三维连续成核/生长方式进行;在高过电位下,镍结晶遵循瞬时成核/生长机制。沉积过电位增加,成核时间缩短,晶核数密度增大,生长速率增加,在2种成核/生长机制下镍离子的扩散系数分别为(1.63±0.48)×10-7和(1.07±0.09)×10-6cm2/s;柠檬酸钠对镍垂直于基体表面的生长速率有阻碍作用,增大硫酸镍质量浓度对生长速率有一定促进作用,但溶液中柠檬酸钠和硫酸镍质量浓度变化并不改变镍电结晶过程的成核/生长机制。     

Sn(Ⅱ)在微铂电极上的电化学成核研究

用微铂电极研究Sn~(2+)的成核动力学,结果表明在(?) 大于0.06 V 时可得Sn 的单核,其成核速度及晶核生长速度均可以从其三维成核诱导时间和连续成核机理获得.     

锌-铁合金电沉积机理研究

采用循环伏安法研究了在含柠檬酸的硫酸盐溶液中玻碳电极上锌-铁合金电沉积机理。比较单金属和锌铁共沉积时的伏安行为,发现在本实验条件下,锌、铁和锌-铁合金电沉积都按三维成核/生长机理进行,且不发生UPD过程,但成核过电位却相差较大,电沉积合金时成核过程要比电沉积单金属时容易得多。沉积物中铁含量同溶液中Fe~(2+)离子与沉积金属离子总量之比的关系表明,锌-铁共沉积表现异常现象。实验表明,锌离子阻化铁的沉积;而铁离子则对锌电沉积起一定的促进作用。     

模拟地热水环境中304不锈钢管材的结垢与腐蚀电化学行为

基于地热水输送过程中金属管道材料出现的腐蚀结垢问题,研究了模拟地热水(我国中部平原地热水的环境条件)中304不锈钢管材的结垢和电化学腐蚀行为. 结果表明,304不锈钢管在模拟地热水环境中的结垢过程分为结晶成核和晶核生长两个阶段,结晶成核阶段消耗结垢离子的速度比晶核生长阶段更快,304不锈钢管道表面结垢层的微观形貌为不规则的"稻草"状,地热水温度的变化促进了304不锈钢材料在模拟地热水中的点蚀敏感性,其表面钝化膜的保护性也随地热水温度的升高而降低.     

基于均匀形核的金属液滴凝固过程

研究了均匀形核的金属液滴凝固过程,应用渐近分析法求得金属液滴内晶核生长数学模型的渐近解,分析了表面张力、界面动力学参数、初始晶核尺寸和过冷度对晶核界面生长速度、晶核半径以及液滴凝固时间的影响.在一定的过冷条件下,表面张力和界面动力学参数显著减缓了晶核界面生长速度.在凝固开始的很短时间内晶核界面生长速度迅速上升,当速度上升到最大值后,随着晶核半径的增大,界面生长速度逐渐减慢,表面张力和界面动力学参数对晶核生长速度的作用也逐渐减小.过冷度越大,液滴凝固时间越短.经过在开始的瞬变凝固阶段之后,温度场从设定的初始分布迅速地调整为由过冷度、表面张力、界面动力学参数等所确定的特定温度分布.     

定向电结晶法制备纳米针锥晶布阵材料

通过定向电结晶方法制备了镍基针锥晶布阵材料.用扫描电子显微镜(SEM)研究发现,在电沉积初始阶段形成大量晶核,随着沉积过程的进行,晶核不断纵向生长,从而形成针锥晶.透射电子显微镜(TEM)结果表明,定向电结晶法获得的镍基针锥晶材料的每一个针锥晶体均为单晶体.由于针锥结构的物理镶嵌咬合等作用,针推晶表面与TiO2膜即使在高温烧结后也无开裂、起皮现象,针锥晶布阵材料与陶瓷薄膜表现了良好的结合性能.     

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.     

不同阻化剂对煤自燃影响的实验研究

为验证"阻化剂对不同的煤样具有选择性,不同的阻化剂对不同煤样的阻化效果不同"这一推论,采用STA449C型-TG/DAT综合热重分析仪对神东矿区六个煤矿不同层位和不同工作面的9个煤样添加阻化剂后的活化能变化规律进行实验研究为研究阻化剂和不同阻化剂对煤自燃过程的影响,结果表明,以着火活化能确定煤自燃阻化效果具有规律性.比较不添加阻化剂与添加阻化剂实验煤样各燃烧阶段的活化能可以看出,添加阻化剂后失水活化能与燃烧活化能降低,着火活化能增大,说明阻化剂在煤的整个燃烧阶段并不是全过程起阻化作用,而是一个催化-阻化-催化过程.在失水阶段起催化作用,在着火阶段起阻化作用,在燃烧阶段起催化作用.这对于应用阻化剂的选择具有实际的参考价值和指导意义.     

添加剂强化拜耳法种分分解的工艺条件实验

研究添加剂强化拜耳法种分分解的微观机理。把改性阳离子型聚丙烯酰胺与聚丙烯酸钠混合添加剂加入铝酸钠种分溶液中,对添加剂混合比例、浓度和添加时间等影响铝酸钠溶液种分分解速率进行探讨,在分解过程进行8 h时,对氢氧化铝晶体进行扫描电镜测试。研究结果表明:加入添加剂可加快Al(OH)4-扩散到晶种表面,Al(OH)4-经化学反应产生Al(OH)3以及OH-扩散到溶液本体的过程,达到强化分解过程的目的;与未加添加剂相比较,改性阳离子型聚丙烯酰胺与聚丙烯酸钠混合(以质量比5∶1混合)加入,质量浓度为1.56×10-4g/L以及在分解初期加入效果最好;在有添加剂的情况下晶种表面会产生更多次生晶核,由于搅拌等因素脱落或互相吸附形成新的大颗粒晶种,加快了二次成核的形成。     

淤浆鼓泡床中Raney镍催化加氢反应的过程动力学

以Raney镍为催化剂,在淤浆鼓泡床中进行丁炔二醇加氢合成丁二醇这一两步串联加氢反应。探讨了在实验条件下气液传质、液-固传质和颗粒表面反应的相对阻力,从而用定量对比法确证反应属动力学控制。其本征速率方程可用幂函数或Langmuir-Hinshelwood模型表达。前者适用于宏观过程对比;后者适用于本征机理研究,并可对液相反应物级数的变化作出满意的解释。     

直流电沉积法制备纳米晶体镍

采用直流电沉积法制备了纳米晶体镍 ,用TEM和X -射线衍射等方法研究镀镍层的微观结构 .实验结果表明 ,在瓦特型镀镍液中 ,添加适量浓度的糖精并提高电流密度 ,可以获得纳米晶体镍 .提高糖精浓度和电流密度 ,导致镀镍层的晶粒尺寸减小 ,显微硬度升高 .同时 ,镀镍层形成了 (111)和 (2 0 0 )双织构     

连铸坯凝固晶粒生长的元胞自动机模型

首次将元胞自动机(Cellular Automata, CA)方法和有限差分法结合起来,建立了连铸坯凝固时内部等轴晶和柱状晶的随机形核和晶粒生长模型。结合某钢厂实际生产情况,对实际工况下连铸坯凝固组织进行模拟,再现了连铸坯内部组织的演变规律,发现晶粒呈现等轴晶〖XC半字线.tif,JZ〗柱状晶〖XC半字线.tif,JZ〗等轴晶的转变,以及不同工艺制度下3个晶层的厚度情况,表面激冷层和中心等轴晶层厚度随拉速增加而减小,随下钢水过热度降低而增大,但柱状晶层厚度却随拉速和钢水过热度的增加而增加。仿真结果对晶粒的随机形核、晶粒的择优生长、竞争生长以及晶粒的随机取向都有比较好的体现。     

高效液相色谱法同时测定碳酸饮料中的几种添加剂

建立了适合测定碳酸饮料中的添加剂——山梨酸、苯甲酸和糖精钠的高效液相色谱方法。样品经过简单处理后使用高效液相色谱仪——二极管阵列检测器进行分析,外标法定量。实验结果表明线性相关系数为0.999 55~1.000 00,回收率在99.9%~107.1%之间,相对标准偏差(RSD)小于0.5%,最低检测限为0.040~0.053μg.mL-1。     

镀光亮镍添加剂中糖精钠含量的测定

利用糖精钠与盐酸反应生成不溶于水而溶于乙酸乙酯的物质，将其萃取出来，然后再利用氢氧化钠对其进行滴定分析，采用二分试差法准确测定了某镀光亮镍添加剂中糖精钠及某镀光亮镍液中糖精钠的含量，分别为88．38，0．9450g／L，相对平均偏差分别为0．08％，0．3％。     

添加少量熟料烧制水泥机理初探

通过在水泥生料中添加少量熟料、阿利特、中间相，并将之作同与氟、硫型复合矿化剂相比较，研究了添加少量熟料烧制水泥技术作用机理。结果表明，添加熟料、阿利特、中间相与氟、硫型复合矿化剂都可降低ＣａＣＯ３的剧烈分解温度；所不同的是：前三者对ＣａＣＯ３分解速度基本没有影响，而氟、硫型矿化剂不仅降低了ＣａＣＯ３的分解温度，还加快了其分解速度；掺入生料中的少量熟料，既有晶核作用，同时也有助熔作用；在生料中掺入少量熟料，有利于阿利特晶体发育，细化Ａ矿晶体，并提高阿利特含量，从而提高水泥熟料强度。     

计算机模拟在薄膜外延生长中的应用

计算机模拟是计算机技术的一个重要应用领域,具有高效、快捷、经济等多种特点.以Cu膜为例用Monte Carlo算法模拟了薄膜生长的随机过程,并提出了更加完善的模型.在合理选择原子间相互作用计算方法的基础上,考虑了原子的吸附、在生长表面的迁移及迁移所引起的近邻原子连带效应、从生长表面的脱附等过程.利用自行编写的4个软件模拟计算了薄膜的早期成核情况以及表征薄膜生长表面状况的粗糙度和表征薄膜内部晶格完整性的相对密度.结果表明,随着衬底温度的升高或入射率的降低,沉积在衬底上的原子逐步由众多各自独立的离散型分布向聚集状态过渡形成一些岛核,并且逐步由二维岛核向三维岛核过渡.在一定的原子入射率下,存在3个优化温度,成核率最高时的最大成核温度Tn,薄膜的表面粗糙度最低时的生长转变温度Tr,相对密度趋近于1时的相对密度饱和温度Td.三者均随入射率的对数形式近似线性增大,并且基本重合.这说明在一定入射率下这3个优化温度近似相等.这一现象的原因在于三者的形成机理都是基于原子的热运动.这一结论使探索工艺条件时不仅可以采用计算机模拟的方法,而且可以从早期最大成核条件预计沉积较厚薄膜的最佳生长工艺.同时发现,随着入射率的增大,相对密度不断减小.可是在不同温度区域入射率对早期成核率和表面粗糙度的影响不同.当温度较低时,随着入射率的增大,最大成核率基本不变,表面粗糙度不断增大;当温度较高时,随着入射率的增大,最大成核率不断增大,但表面粗糙度不断减小.     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。     

用AFM观测凝胶法下KClO4晶体的生长机理

用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对凝胶法生长的KClO4晶体的最重要面{001}面微观形貌进行了研究。结果表明,在不同的过饱和度下,KClO4晶体分别表现为二维成核生长、三维成核生长、层核生长以及多层堆垛生长等生长机理。从热力学角度解释了过饱和度对KClO4晶体生长机理的影响。对二维成核生长机理,揭示了KClO4晶体生长中二维核的形状和取向,及生长台阶的取向。研究结果还表明,杂质的存在将阻止台阶的向前推进,并导致聚并台阶及弯曲台阶的形成。