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。     

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。     

温度对工业电解液中镍电结晶行为的影响

采用循环伏安曲线、恒电位暂态电流-时间曲线和SEM等方法研究了工业电解液体系下温度对镍电化学行为及镍电沉积层微观组织的影响.结果表明:温度不改变该电解液体系中镍电沉积的形核/长大机理,其形核仍然为瞬时形核方式,生长符合三维瞬时形核生长模式.电解液温度升高,阴极峰峰值电流增大,镍的电结晶几率增加.温度升高镍电结晶初期的活性点并没有持续增加,提高温度会增加电解液的分散能力,电解液中Ni 2+更容易扩散至玻碳电极表面,镍晶粒形核及生长速率增大.当电解液温度为65℃时,镍电沉积层逐渐布满整个玻碳电极表面,沉积层晶粒尺寸均在100nm以下.     

某些添加剂对镍在玻璃碳上电结晶的影响

用阶跃电位法研究了光亮镍Watts镀液中添加剂:糖精、丁炔二醇和香豆素,对镍在玻璃碳上沉积初始阶段的影响.结果表明,在不含添加剂的该电解液,镍电结晶的初始阶段按连续成核的三维生长机理进行;分别或同时含有糖精和丁炔二醇时,则按瞬时成核的三维生长机理进行.糖精或丁炔二醇促进成核过程而阻化晶核的生长,这两种添加剂同时存在时则对成核和三维生长都起促进作用;添加香豆素或者同时添加三种添加剂不改变成核和生长的方式,但香豆素对成核过程和晶核生长都起着促进作用,而三种添加剂混用则对成核和生长过程起着阻化作用.本文采用Fleischmann等人郝二建模型.     

Fe-Ni-P合金电沉积机理

采用阴极极化技术和循环伏安技术,研究Fe-Ni-P合金的电化学特性.实验结果表明,Fe-Ni-P合金较Fe-Ni合金有较负的沉积电位,随着镀液pH值的增加,Fe-Ni-P合金的阴极沉积反应速度变小.采用恒电位阶跃技术研究Fe-Ni-P合金的电结晶行为,结果表明,在玻碳电极上,该合金的电结晶过程遵循瞬时成核三维生长模式,且随着过电位的增加,电极表面晶核数增多.     

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。     

碳酸钙结晶动力学研究

采用SPIP软件对碳酸钙垢显微图像进行分析,从微观上得出过饱和度、盐含量和pH值对碳酸钙结垢动力学的影响。实验结果表明:随着过饱和度的增加,晶核数逐渐增加,诱导期逐渐缩短,当过饱和度超过443时,结晶速率迅速增加,同时得出了诱导期与过饱和度的关系;当NaCl的质量浓度小于50g/L时,随着其浓度的增大,晶核数减少,结垢诱导期增加,当NaCl质量浓度达到50g/L时,晶核数最少,与同条件无NaCl溶液相比,碳酸钙结垢晶核数减少了66.7%;当pH值大于6时,随着pH值的增加,晶核数目迅速增加,结垢诱导期迅速缩短。     

微电极上镍的电结晶研究

人们试图通过研究单核的形成和生长来探索电结晶规律。已经表明,由于受到浓度场的限制,单位面积基体上的晶核数目是个有限值,例如锌电结晶的最大晶核数度为1×10~6cm~(-2)。可见,采用面积小于10~(-6)cm~2的电极有可能实现单核生长的条件。本     

两种斜翅管表面碳酸钙垢初始阶段结垢特性

进行了3种强化管在不同碳酸钙溶液浓度和流速下的动态结垢实验,得到碳酸钙浓度、流速和不同管型对碳酸钙析晶垢结垢过程的影响.结果表明,碳酸钙浓度增大,使溶液中均相成核速率和所形成晶核的生长速率增大,使溶液换热表面界面的污垢晶粒浓度和成垢离子浓度均增大,前者使更多的污垢附着换热面,而后者使表面异相成核速率和生长速率增大.流速增大,使光管表面形成的晶核、污垢晶体和污垢热阻均减少,而诱导期延长;使平直和锯齿斜翅管初始成核增多,但诱导期延长,而结垢量和污垢热阻减小.平直和锯齿斜翅管在清洁状态和结垢状态下均具有比光管更大的总换热系数、更小的污垢热阻,尽管结垢量略多.在相同结垢状态下,锯齿斜翅管的结垢量和污垢热阻大于平直斜翅管的,但是,其总换热系数仍大于平直斜翅管.     

铜、钴在Pt(111)面上电结晶过程的现场ECSTM研究

利用电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)现场观察Co、Cu在铂单晶(111)面上的电结晶成膜过程。结果表明：Cu在铂单晶(111)面上的电结晶过程在欠电位下为层状平面生长，而本体沉积为三维岛状生长；Co在铂单晶(111)面上的电结晶过程无论是低过电位还是高过电位都呈三维岛状方式生长；Co、Cu电结晶过程均随过电位升高，成核数目增加。     

聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物相容体系的结晶行为

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)共混改性聚丙烯(PP),研究在不同相容剂含量下,EVOH对PP基体结晶行为的影响,分析PP/EVOH相容体系的等温结晶动力学,阐明PP/EVOH相容体系中PP相的成核与结晶过程。结果显示：EVOH具有异相成核结晶作用,PP/EVOH相容体系成核温度增加6℃左右;体系加入2 wt%的PP-g-MAH后,纯PP的活化能|ΔE|由392 kJ/mol降低至329 kJ/mol,并随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大;加入PP-g-MAH后,体系中PP相的Avrami指数n值由2.21±0.04最高增加至2.80±0.17,表明PP晶体由二维生长转变为三维生长模式;PP/EVOH相容体系的半结晶时间■进一步缩短,但随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大。     

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.     

输卤管路结盐诱导期试验

为解决卤水输送过程中普遍存在的结盐现象,减少结盐层厚度的增加给相关工业生产带来不良后果,采用卤水中常见的硫酸钠作为溶质,主要针对管路结盐的诱导期进行研究,观察传热试验段硫酸钠结盐初期的生长特性,即结盐诱导期变化趋势.研究结果显示,过饱和度是结盐诱导期的主要影响因素.由于溶液过饱和度提高,管壁上结盐成核速率增大,诱导期持续时间随溶液质量浓度升高而减短.同等工况下随着溶液质量浓度的增加、初始温度降低,溶液结盐诱导期缩短,环境温度高,延长诱导期.流速小于1 m/s时诱导期随速度增加而增加,流速大于1 m/s时,诱导期不再变化.     

镍磷化学镀镀层沉积速率影响因素研究

本文着重讨论了影响镍磷化学镀镀层沉积速率的主要因素,研究了镀液中硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、pH值、络合剂浓度及络合剂种类与化学镀镀层沉积速率的关系.实验结果表明:镍磷化学镀镀层沉积速率除随着硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、pH值、络合剂浓度的增大而加快外,还与络合剂种类有密切的关系,但当这些因素取上限值时,沉积速率不再上升,反而会出现下降的趋势.由此可得出优选的镀液配方为:硫酸镍、次亚磷酸钠浓度均为28~35g/L,pH值5.5~6.0,并添加复合络合剂,通过溶液中镍离子的浓度确定络合剂的最佳用量.     

静水压力对304不锈钢腐蚀行为的影响

利用自制的腐蚀实验高压釜模拟深海低温高压化学环境,研究静水压力对304不锈钢腐蚀行为影响机制.利用电化学工作站对腐蚀过程进行原位检测和加速实验,得到交流阻抗谱和动电位极化曲线,通过等效电路拟合和Tafel外推法对数据进行处理.分析了腐蚀发生的热力学倾向和动力学过程,讨论了钝化膜状态对腐蚀的影响.常压环境下,自腐蚀电位高,容抗弧半径较小.氧气等气体分子容易在304不锈钢表面吸附,增大腐蚀发生的热力学倾向.随着静水压力的增加,自腐蚀电位变化不大,压力变化不会导致钝化膜性质的改变.但腐蚀电流密度从3.838×10-8 A/cm2增加到1.197×10-7 A/cm2,容抗弧半径减小,金属/钝化膜/溶液之间电位差降低,钝化膜溶解速率大于生长速率,导致钝化膜厚度减小,使304不锈钢腐蚀加剧.     

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。     

HDPE微注射成型条件下非等温静态结晶

利用差示扫描量热仪(DSC),物理模拟HDPE微注射成型模腔中心层的静态非等温结晶过程,将样品从80℃以10℃/min升温速率升至180℃,并保温2 min。然后在液氮冷却作用下分别以5,10,15,20℃/min的恒降温速率,将温度降至80℃,得到静态非等温结晶DSC热流曲线,并利用Eopoxobeku方法对HDPE非等温结晶动力学参数进行解析。研究结果表明:当降温速率从5℃/min增大到20℃/min时,HDPE结晶起始温度从121.81℃下降到118.93℃,结晶度由86.19%增大到90.34%,非等温结晶动力学曲线在结晶初期基本上呈线性关系,而在后期不呈线性关系;结晶初期降温速率对晶体成核和生长机理的影响比较大,而结晶后期晶体成核和生长机理受降温速率的影响较小。     

二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯非等温结晶及其动力学的影响

分析了透明成核剂二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯(PP)的非等温结晶特性和结晶动力学的影响.由实验结果可知,添加透明成核剂可以使PP结晶速率、结晶温度和结晶度等结晶特征参数有所提高.其中:使半结晶时间t1/2缩短27%以上;Avrami指数n趋于3,表明结晶呈异相三维成核增长;结晶速率常数Zt增加50%以上.在相同条件下,单一加快降温速率,使t1/2和n减小而Zt增大,加快了结晶速率但不利于结晶温度和晶粒分布等结晶特征参数.     

流动电势法对L-谷氨酸水溶液结晶过程的表征

以流动电势法研究L-谷氨酸饱和水溶液的降温结晶过程,考察了溶液起始温度和酸度对结晶过程中流动电势(ν)-结晶器温度(t)曲线的影响。结果表明:起始温度为15℃的L-谷氨酸饱和溶液在较高酸度条件(pH3.5)下成核明显,25℃下等电点附近有成核能力,30℃下在不同酸度下均显示一定的成核能力;pH=2.5、pH=3.5的L-谷氨酸饱和溶液,只在起始温度15℃下可形成晶核;pH=3.0的饱和溶液在起始温度25和30℃下可有效地形成晶核。运用生长基元理论对此结晶过程进行了分析。     

生命材料低温保护剂溶液二维降温结晶过程中的分形特征

在低温显微镜下,观察了低温保护剂溶液在降温过程中冰晶的成核与生长过程,并对异相成核结晶过程的图像做了数字处理.观察了冰晶在降温过程中的边界变化规律,发现异相成核后溶液的冰晶最终呈树枝状结构生长,而且随着降温速率加快,冰晶快速生长.对其进一步的分析表明,该过程具有分形的特征.鉴于这种结构形态变化的时间尺度易于观测,同时也反映了随着溶液黏度升高,水分子扩散难度越来越大,而水分子数目则随结冰量增加又减少等内在规律,则可以通过观察该过程结构形态变化,来研究溶液黏度、水分子扩散和结晶能力随降温速率、保护剂类型及浓度的变化规律.其结构的分形特征,恰好提供了理论工具,即可以在分形理论的框架内分析和了解这些规律.在目前还没有找到合适物理模型的情况下,研究低温保护剂溶液降温结晶和升温再结晶/反玻璃化的预防措施具有非常重要的意义.