温度对SUS304与SUS430不锈钢耐腐蚀性及其钝化膜半导体性能的影响

使用SUS304与SUS430不锈钢作为研究材料,应用动电位极化曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法,对比研究了SUS304与SUS430不锈钢在1mol/L的NaHCO3溶液中、20~80℃温度内的腐蚀性能及其钝化膜半导体性能。结果表明,随着温度的升高,SUS304与SUS430不锈钢自腐蚀电流增加,溶液电阻与极化电阻减小,弥散效应增强;由M-S曲线知,在-0.5~0.5V电位区间,20~80℃温度内,SUS304与SUS430不锈钢钝化膜均表现为n型半导体性质,M-S曲线拟合直线斜率随温度的升高而降低,平带电位负移;可见在温度作用下,钝化膜半导体费米能级正移,使能级差减小而造成以氧空位为主要点缺陷的浓度增大,导致SUS304与SUS430不锈钢腐蚀加剧。其中SUS304奥氏体不锈钢比SUS430铁素体不锈钢具有较好的耐蚀性。本研究对探索腐蚀机理与选择合理的防腐新材料具有一定的借鉴作用。     

二氧化锡薄膜的PECVD制备的特性

用ＰＥＣＶＤ方法制备出二氧化锡薄膜，利用双探针技术诊断出等子体反应器内电子密度的分布，并分析了它对薄膜电阻的影响，透射电镜分析表明随沉积温度升高，二氧化锡薄膜从非晶态转变为多晶态，其电阻庇随之减小，掺锑的二氧化锡薄膜对石油液化气和酒精具有良好的气敏效应。     

石墨烯薄膜的化学气相法制备及光、电特性研究

利用化学气相沉积方法制备了石墨烯薄膜,并研究了其光电特性。以乙醇做反应原料、氩气作为携载气体,在873 K、973 K、1 073 K的温度下合成石墨烯薄膜。应用光学显微镜观察,发现在1 073 K时能够制备大面积均匀、平整光滑的石墨烯薄膜。纳曼光谱分析结果表明:制备的石墨烯薄膜出现2 650 cm-1的石墨烯的特征峰-D强峰,同时该峰强度随温度的升高而迅速增强,说明低温不能使沉积的碳原子有效的石墨化为石墨烯,而较高的温度有助于乙醇分解并石墨化为石墨烯薄膜。在1 073 K时沉积的石墨烯薄膜具有良好的光、电特性,其电子迁移率可以达到104 cm2.(V.s)-1,光透射率达97%,因此,可用于制备石墨烯晶体管、太阳能电池等光电子器件。     

射频PECVD方法生长含氢非晶碳膜的结构及摩擦学性能

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术在不锈钢表面制备了含氢非晶碳膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在栓盘摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的含氢非晶碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;薄膜与不锈钢球对磨时显示出良好的抗磨减摩性能;薄膜的抗磨减摩性能同对磨件表面上形成的转移膜以及摩擦过程中薄膜结构的石墨化相关.     

V2O5薄膜的超声喷雾制备及其性能研究

采用超声喷雾法在玻璃衬底上制备了V2O5薄膜，研究了超声沉积参数对V2O5薄膜微结构以及薄膜晶化生长过程的影响．利用X射线衍射仪（XRD）扫描电子显微镜（SEM）分光光度计和电阻测量等手段对薄膜的晶相结构表面形貌和性能进行了分析．XRD结果表明：V2O5薄膜为斜方晶系结构，当衬底温度（Ts）小于215℃时，沉积的薄膜为非晶态；当Ts≥215℃时，V2O5薄膜开始形成微晶结构，而且随着衬底温度上升，薄膜的择优取向由（001）方向向（110）方向发生了转变．SEM图谱显示了V2O5薄膜的沉积生长过程．当V2O5薄膜温度从室温升高至380℃时，薄膜电阻变化了将近2个数量级；该方法制备的V2O5薄膜光学能隙Eg=2．25eV．     

电沉积铅改性304不锈钢双极板在模拟PEMFC环境中的性能

为提高304不锈钢双极板的耐腐蚀性能,分别采用直流和脉冲电刷镀铅对其表面改性.采用电化学方法测定了改性前后304不锈钢在模拟PEMFC环境下的极化曲线,在扫描电镜 (SEM) 下观察了模拟腐蚀后的表面形貌,并用伏安法测量了改性前后304不锈钢的接触电阻.在模拟PEMFC环境中,改性后304不锈钢自腐蚀电流密度由10.83μA/cm2下降至6.18μA/cm2.经200h模拟腐蚀后,304不锈钢表面发生点蚀,而改性不锈钢板表面完整,未观察到明显腐蚀.改性后的接触电阻也有所降低.结果表明,电沉积铅能有效提高304不锈钢在模拟PEMFC环境中的耐腐蚀性能,可望满足PEMFC环境下长期耐腐蚀的要求.     

二氧化锡薄膜的PECVD制备和特性

用ＰＥＣＶＤ方法制备出二氧化锡薄膜，利用双探针技术诊断出等离子体反应器内电子密度的分布，并分析了它对薄膜电阻的影响．透射电镜分析表明随沉积温度升高，二氧化锡薄膜从非晶态转变为多晶态，其电阻率随之减小．掺锑的二氧化锡薄膜对石油液化气和酒精具有良好的气敏效应     

水溶液中Co-Sb薄膜的电化学沉积

采用电化学循环伏安法分析了柠檬酸水溶液中Co2+、SbO+的沉积电位,利用恒电位沉积的方法,在不锈钢基片上,从柠檬酸水溶液中沉积出Co-Sb薄膜.运用X射线衍射和扫描电子显微镜对薄膜的结构、组成以及形貌进行了分析.结果表明,在柠檬酸水溶液中,Co2+和SbO+可同时沉积到不锈钢基片上,形成Co-Sb薄膜,在不同的沉积电位下,薄膜形成不同的物相.薄膜的形貌呈现颗粒状,分布比较均匀.薄膜在充满Ar的管式炉中热处理2h,热处理温度为400℃,结果发现薄膜物相组成发生了很大变化,转变为主要由晶体CoSb3组成,还有少量的CoSb形成.     

304和316L不锈钢的高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度和溶氧量(DO)对304和316L不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.结果表明:随着溶液温度升高,在304和316L不锈钢表面所形成的氧化膜的保护性能降低;随着DO升高,304和316L不锈钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;304和316L不锈钢表面形成了双层氧化膜,外层氧化膜颗粒尺寸和颗粒间隙随着温度的升高而增大,随着DO增加而减小;在所用实验条件下,316L不锈钢表现出比304更优异的抗腐蚀性能.     

奥氏体不锈钢双极板的低温超饱和气体渗碳表面改性

通过低温超饱和气体渗碳(LTCSGC)处理,在316L不锈钢双极板表面形成了一层厚度约30μm的渗碳层,研究了从基体沿渗碳层深度方向的碳的质量分数、残余应力、硬度分布和相结构,测量了渗碳后316L不锈钢双极板的接触电阻,分析了渗碳后316L不锈钢双极板在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的耐腐蚀性能.结果表明:渗碳层是由膨胀奥氏体相组成的梯度材料,从渗碳层表面到基体的碳的质量分数、残余应力和硬度逐渐降低;经过LTCSGC处理后,316L不锈钢双极板的接触电阻降低了34%;在模拟PEMFC的阳极环境中,其自腐蚀电位升到-79 mV,高于工作电位-0.1 V,获得了阴极保护;在模拟PEMFC的阴极环境中,其自腐蚀电位提高了260 mV,抗腐蚀性能显著提高,恒电位极化腐蚀电流密度降低了75%.     

304不锈钢双极板在模拟PEMFC环境中的性能

为降低质子交换膜燃料电池(PEMFC)的生产成本,选择成本低廉、强度高、化学稳定性好的不锈钢材料替代传统的石墨双极板.以304不锈钢为研究对象,采用电化学方法测定其在模拟PEMFC环境下的极化曲线和对应于PEMFC工作电位下的恒电流极化曲线,用伏安法测量304不锈钢表面氧化膜/钝化膜与碳纸之间的接触电阻.结果表明,在模拟PEMFC环境中,304不锈钢钝化电流密度低于16μA/cm2,电流没有出现明显的波动;304不锈钢在模拟PEMFC环境中表面生成的钝化膜的接触电阻大于空气中形成的氧化膜的接触电阻.     

地热水管道不锈钢管材腐蚀与结垢试验

在模拟流动地热水环境装置中,分析了不锈钢管材在50℃条件下的表面腐蚀与结垢行为,探讨了不锈钢表面腐蚀与沉积结垢对地热水中离子浓度、自腐蚀电位和质量的影响.研究表明,不锈钢管表面有呈针状堆积的结垢物(主要为CaCO3),而且发生了点腐蚀,腐蚀坑密度随流动地热水作用时间的延长而增加.由于不锈钢表面的点腐蚀、沉积结垢物及流动模拟地热水的冲刷导致的结垢层脱落等过程的影响,模拟地热水溶液中的Ca2+,Mg2+浓度明显下降,至600 h后基本稳定;不锈钢材料的自腐蚀电位在试验前350 h上升,而后稳定在约0.044 V;其质量由于流动模拟地热水的作用表现出不断增加的趋势.     

喷射沉积ZA35合金组织与耐蚀性

采用喷射沉积技术制备ZA35合金沉积坯,并对沉积坯进行固态热挤压制备ZA35合金。对此种方法制备的合金进行抗拉强度与耐蚀性检测,分析了喷射沉积对ZA35力学性能与耐蚀性的影响。试验表明:喷射沉积与热挤压制备的ZA35合金抗拉强度优于金属型铸造ZA35合金,采用喷射沉积与挤压制备的合金组织均匀,晶粒细小,断口观察发现随拉伸温度升高喷射沉积合金的断裂表现为穿晶断裂,韧性提高。在KOH介质中,喷射沉积ZA35合金与铸态ZA35合金相比,自腐蚀电位变正,腐蚀电流减小,耐蚀性增强。     

沉积温度影响有机太阳能电池阳极薄膜结晶性能

采用射频磁控溅射工艺,以氧化锌铝（AZO）陶瓷靶作为靶材,通过优化工艺参数在玻璃基板上制备了具有c轴择优取向的AZO透明导电薄膜.基于X射线衍射（XRD）测试表征,研究了沉积温度对薄膜结晶性能的影响.实验结果表明：AZO薄膜的结晶性能与沉积温度密切相关,较低温度时,随着沉积温度的升高,薄膜的结晶性能得到提高,但是沉积温度进一步升高时却有所变差.当沉积温度为400℃时,AZO薄膜的结晶性能最佳,c轴取向良好,晶粒尺寸接近40 nm.     

CrMoN复合薄膜耐腐蚀性能研究

采用磁控溅射法在304不锈钢衬底上制备CrMoN复合薄膜，通过调控Mo靶溅射功率来改变复合膜中Mo元素含量。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学工作站对薄膜的晶体结构、表面形貌、元素掺杂量及薄膜耐腐蚀性能进行了表征。结果表明CrMoN薄膜呈现面心立方结构，Mo靶功为20 W时，薄膜表面最为致密，Mo靶功率升高到40 W时表面呈现出三棱锥状，继续升高到60 W和80 W,薄膜表面形貌为花椰菜结构，并且出现微裂纹。Mo靶功率为20 W时，薄膜在NaCl溶液中腐蚀的开路电位为0.14 V,腐蚀电位为0.128 V,腐蚀电流密度为-4.881×10^-10A/cm²。结果表明Mo靶功率为20W时薄膜具有最佳的耐腐蚀性。     

关于退火温度对VO_2薄膜制备及其电学性质影响的研究

采用真空蒸发-真空退火工艺由V2O5粉末制备VO2薄膜,研究了退火温度对薄膜的影响.经XRD,XPS及电阻-温度测试发现,随退火温度的升高,VO2薄膜先后经历了单斜晶系VO2(B)型→单斜晶系VO2(A)型→四方晶系VO2的变化,在3种类型的薄膜中V均以V4+为主,且在VO2(A)型薄膜中V4+含量最高.薄膜电阻以退火温度460℃时为分界线,低于460℃时,VO2(B)型薄膜电阻和电阻温度系数随退火温度的升高而增大;高于460℃时,四方晶系VO2薄膜的电阻及其电阻温度系数随退火温度的升高呈现相反的趋势.     

直流磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

应用直流磁控反应溅射技术在不锈钢基体上制备Al2O3薄膜,研究了溅射气压、氧气流量和基体温度对Al2O3薄膜的沉积速率和膜基结合力的影响规律。结果表明,随着压力的增大,沉积速率和膜基结合力先增大后减小,在压力为1.0 Pa时最大;随着氧气流量的增加,沉积速率和膜基结合力也随之不断减小;随着温度的升高,沉积速率和膜基结合力略有下降。利用扫描电子显微镜观察了薄膜与基体界面及薄膜的表面微观形貌,薄膜与基体的结合性好,薄膜表面晶粒大小均匀,组织致密。     

沉积温度对微晶硅薄膜结构特性的影响

采用PECVD技术,在玻璃衬底上沉积μc-Si:H薄膜.用拉曼光谱、SEM和UV分光光度计对不同沉积温度下沉积的薄膜的结构特性进行分析.研究发现:沉积温度较低时,随着沉积温度的升高,薄膜的晶化率增加;当沉积温度超过某一温度值时,随着温度的进一步升高,薄膜的晶化率降低.这时,表面反应由表面扩散限制转变为流量控制.该温度值随着硅烷含量的降低而降低.     

304 L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律。随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加。在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差。     

高机械灵敏度悬空导电薄膜的制备方法研究

微机电系统中的悬空薄膜的制备技术是微结构制备的关键技术之一.研究了周边固支方形薄膜的机械灵敏度及通过浓硼扩散自停止腐蚀法制备高灵敏度悬空导电薄膜.实验结果表明,当扩散温度为1 175℃,扩散时间为3h,去除硼硅玻璃后四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀液中腐蚀7.5h,可得到厚度为3μm,边长为5 mm,方块电阻为1.12 Ω/sq,致密均匀的悬空导电薄膜.给出了详细的制备工艺;针对扩散过程中出现的硼硅玻璃等问题,给出了切实可行的解决办法.