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2013年, 第42卷, 第3期 
刊出日期:2013-06-10
  

  • 全选
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    研究与探索
  • 黎德育, 夏国锋, 郑振, 王紫玉, 田栋, 王晨, 翟文杰, 李宁
    表面技术. 2013, 42(3): 1-4,37.
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    通过阳极极化和电化学阻抗谱测试,研究了铜在磷酸溶液中进行电化学抛光的电化学行为。 研究发现:随着磷酸浓度的增加,铜在 0 . 2 ,0 . 4 ,0 . 6 ,0 . 8 V 四个电位下电化学抛光后的粗糙度都呈现先减小、后增大的趋势,在磷酸质量分数为 55% 时达最低值;EIS 图谱拟合的 Rs 值的变化反映了磷酸盐粘膜层电阻和铜表面氧化膜电阻的变化,此外,随着磷酸浓度的增加,EIS 中第一个容抗半圆的弛豫时间延长,铜的溶解反应速度加快。
  • 孙月峰, 张维佳, 宋登元, 刘嘉, 张雷, 马强, 吴然嵩, 张冷
    表面技术. 2013, 42(3): 5-8.
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    采用射频等离子体增强化学气相沉积法,制备了掺硼和掺磷的氢化纳米硅薄膜( nc-Si : H) ,并将其应用于纳米硅薄膜类叠层太阳电池中。 分析了薄膜样品的光学性能及表面形貌,结果表明:P 型掺硼纳米硅薄膜的光学带隙为 2 . 189 eV,电导率为 8 . 01 S / cm,霍尔迁移率为 0 . 521 cm2/ ( V·S) ,载流子浓度为 9 . 61 X1019/cm3;N 型掺磷纳米硅薄膜的光学带隙为 1 . 994 eV,电导率为 1 . 93 S / cm,霍尔迁移率为 1 . 694 cm2/ ( V·S) ,载流子浓度为 7 . 113 X1018/ cm3;两者的晶粒尺寸都在 3 ~ 5 nm 之间,晶态比都在 35% ~ 45% 之间,并且颗粒沉积紧密,大小比较均匀。 制备了大小为 20 mm X 20 mm,结构为 Al / AZO / p-nc-Si : H / i-nc-Si : H / n-nc-Si : H / p-nc-Si : H /i-nc-Si : H / n-c-Si / Al 背电极的纳米硅薄膜类叠层太阳电池,通过 I-V 曲线测试,其 VOC 达到 544 . 3 mV,ISC 达到 85 . 6mA,填充因子为 65 . 7% 。
  • 刘学杰, 洪超, 姜永军, 孙士阳
    表面技术. 2013, 42(3): 9-12.
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    首次应用修正嵌入原子法( MEAM) 以及动力学蒙特卡洛方法( KMC) 对 Ti-Si-N 薄膜的生长过程进行了计算机仿真模拟。 在合理选择势函数及 MEAM 各项参数的基础上,利用编程软件仿真在不同基底温度下的薄膜生长过程。 与采用传统简单的 Mouse 势进行模拟的结果相比,这种新方法的模拟结果更加准确,与实验结果更加吻合。 仿真结果表明:基底温度对 Ti-Si-N 薄膜的形成过程有着直接的影响,当基底温度为 800 K 时,岛所形成的形貌最为理想,缺陷率最低。
  • 李新领, 周志男, 孙维连, 孙铂, 王会强, 安广
    表面技术. 2013, 42(3): 13-15,41.
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    采用中频孪生靶磁控溅射技术,在不锈钢和铝基体上沉积出 ZrN / Zr 薄膜,表征了薄膜的厚度、色度及表面形貌,研究了氮气流量对 ZrN / Zr 薄膜的沉积速率和色度的影响。 结果表明:随着氮气流量的增加,薄膜的沉积速率先降低,后升高,氮气流量在 2 . 5 X10-10~ 3 . 5 X10-10m3/ s 范围内时对薄膜的沉积速率影响很小;随着氮气流量的变化,薄膜的颜色呈现规律性的变化,在氮气流量 2 . 5 X10-10~ 3 . 5 X10-10m3/ s 范围内,可以制备出色彩亮丽的仿金薄膜 ZrN,且膜层致密。英文摘要
  • 杨娟, 范真, 袁宁一, 丁建宁
    表面技术. 2013, 42(3): 16-18.
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    采用磁控溅射法,分别在铜基、铝基上制备 AlN / TiNxOy/ Al 多层膜,对比了该膜系与铜基和铝基的粘附性能,分析了与基底粘附性能的差异原因。 采用二次阳极氧化方法使铝基底表面形成多孔微结构,再次镀多层膜,表征了膜系的表面形貌、光谱吸收性能和反射率,研究了微结构对薄膜性能的影响。 结果表明:薄膜与铝基的粘附性较好,基底表面形成多孔微结构能有效提高其光谱吸收率。
  • 柳鑫华, 孙彩云, 王庆辉, 韩婕
    表面技术. 2013, 42(3): 19-22.
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    通过 EDS,XPS 和 SEM 分析方法,探讨了海水中,复合缓蚀剂钼酸盐+有机膦酸盐+聚环氧琥珀酸+锌离子在碳钢表面的缓蚀阻垢协同作用机理。 EDS 分析表明,碳钢试片在空白海水中与在添加了缓蚀剂的海水中相比,表面 Fe 元素含量由 62 . 68% 增加到 96 . 80% ,而钙元素含量由 34 . 56% 降低到 0 . 10% ,说明缓蚀剂减缓了垢下引起的缝隙腐蚀。 XPS 分析表明,添加复合缓蚀剂使得金属表面铁氧化物膜的覆盖率更高,更为致密,而且试片表面没有发现钙,与 EDS 的测试结果一致。 SEM 分析表明,添加复合缓蚀剂浸泡后,试片没有腐蚀痕迹和新试片存在的机械划痕,碳酸钙由浸泡前的稳定方解石变为不稳定的分散状结晶体球霰石。
  • 贾明子, 张哲, 阮乐, 吴凤美
    表面技术. 2013, 42(3): 23-27,41.
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    通过电化学阻抗谱、极化曲线和量子化学方法,研究了在 0 . 5 mol / L 的硫酸溶液中,咪唑、十二烷基咪唑、苄基咪唑、苯并咪唑四种缓蚀剂自组装膜对 316 不锈钢的缓蚀性能。 研究结果表明:四种缓蚀剂均为阴极型缓蚀剂,对不锈钢具有较好的缓蚀作用,在 1 X10-3mol / L 的浓度下,随着组装时间的延长,自组装膜对不锈钢的缓蚀效率也相应增强,它们的缓蚀能力主要由最高占据轨道能 EHOMO的大小决定,缓蚀能力由大到小依次为苯并咪唑>十二烷基咪唑>苄基咪唑>咪唑。
  • 卢燕, 郑兴文, 刘新露, 曾凤春
    表面技术. 2013, 42(3): 28-32.
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    通过电化学方法和失重法,研究了榕树叶提取液( FLE) 对碳钢在硫酸溶液中的缓蚀性能,同时研究了它与 KI 的缓蚀协同效应,探讨了缓蚀机理。 研究结果表明:在硫酸溶液中,FLE 对碳钢属混合抑制型缓蚀剂,缓蚀效率随其浓度的增加而增大;FLE 与 KI 之间存在良好的协同效应,两者复配后,体系的腐蚀电流密度减小,电荷传递电阻增大,双电层电容减小,缓蚀效率增大,表现出更好的缓蚀作用;FLE 与 KI 复配前后,其在碳钢表面的吸附均为自发过程,且符合 Langmuir 吸附等温方程。
  • 田飘飘, 张振海, 徐丽萍, 杨兴亮, 张千峰
    表面技术. 2013, 42(3): 33-37.
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    通过氟钛酸改性 KH858 +KH580 混合硅烷,配制出无铬钝化液,将其涂覆在热镀锌板上,经烘干、固化,形成无铬钝化膜。 测定了钝化膜的厚度、附着力和硬度;通过中性盐雾试验,研究了钝化膜的耐化学腐蚀性能;通过 Tafel 极化曲线和 EIS 图谱, 表征了钝化膜的耐电化学腐蚀性能。 结果表明: 钝化膜的平均厚度为 5 . 2μm,附着力测试的被剥离面积为 3% ,硬度为 3 H,均满足国家标准,符合工业生产要求;此外,钝化膜的耐化学腐蚀和耐电化学腐蚀性能优良,相比于改性前,其性能有较大提高。
  • 杨闯, 马亚芹, 王亮
    表面技术. 2013, 42(3): 38-41.
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    采用真空脉冲渗氧的方法,在 TC4 钛合金表面制备了与基体结合良好的硬化层,并对硬化层的组织结构、硬度、脆性等进行了分析。 结果表明:硬化层由表面氧化物层和氧扩散区组成,氧化层中 TiO2 发生了分解,氧向基体内扩散,氧化层主要由 琢-Ti、金红石 TiO2、TiO 及少量 Ti3Al 组成,表层组织致密,表面硬度为 650 ~670 HV,硬化层深度可达 60 ~ 80 μm;此外,由于扩散区氧的固溶强化作用,硬化层的硬度梯度平缓,脆性小。
  • 李红玲, 刘清玲
    表面技术. 2013, 42(3): 42-45,55.
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    利用极化曲线方法,研究了以 La ( NO3)3 ·6 H2O 为促进剂的磷酸盐转化膜的耐蚀性,同时与铬磷化膜及无稀土促进的单纯磷酸盐膜的耐蚀性进行了对比;通过划格法和全浸腐蚀试验,研究了这三种转化膜与有机涂层间的结合力。 结果发现:与单纯磷酸盐膜相比,稀土促进生成的磷酸盐膜中的传输阻力增加,耐蚀性明显增强,而与铬磷化膜相比,二者在弱极化区的耐蚀性能相近;稀土促进生成的磷酸盐膜与有涂层间的结合力明显优于铬磷化膜。
  • 苗景国, 陈秋荣, 董香芸, 郝康达, 吴润, 卫中领
    表面技术. 2013, 42(3): 46-48.
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    在 Na2SiO3-NaOH 体系的电解液中,对 Mn 元素含量不同的 1070 纯铝及 3003 铝合金进行等离子体电解氧化。 对所得陶瓷层的厚度及显微硬度进行了测试,并分析了陶瓷层的微观形貌及相组成。 结果表明:1070 纯铝表面所形成的陶瓷层由 α-Al2O3 及 γ-Al2O3 组成,而 3003 铝合金表面所形成的陶瓷层则由 γ-Al2O3 组成;处理时间相同时,3003 铝合金所形成的陶瓷层较纯铝 1070 所形成的陶瓷层更厚,但显微硬度更低,致密性下降,Mn 元素对反应过程中高温氧化铝相的形成有一定的抑制作用。
  • 郝康达, 苗景国, 陈秋荣, 董香芸, 吴润, 卫中领
    表面技术. 2013, 42(3): 49-51,55.
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    选用铝酸钠体系对 7075 铝合金进行微弧氧化处理。 对不同铝酸钠浓度下制备出的膜层厚度及显微硬度进行测试,并借助扫描电镜及金相显微镜对膜层微观形貌进行分析。 结果表明:不同铝酸钠浓度下制备出的膜层均呈“ 火山喷射口冶 状凸起形貌,与基体之间呈微区范围内的锯齿状冶金结合,膜层连续均匀,铝酸钠质量浓度为 9 g / L 时,膜层显微硬度高达 1080 HV0 . 1 。
  • 陈东, 罗明波, 陈晓琴, 陈汉宾, 张隆平
    表面技术. 2013, 42(3): 52-55.
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    将 NiCr-Cr3C2 复合粉和 Ni 包 MoS2 粉按不同比例混合,制成三种喷涂粉末,采用等离子喷涂技术在 304 不锈钢表面制备复合自润滑涂层,并对涂层的物相组成、显微组织及摩擦磨损性能进行了研究。 结果表明:三种涂层的物相组成相同,主相均为 Cr7C3,Ni 和 MoS2;涂层与基体的结合为机械结合,孔隙率较低,表面有少量微裂纹;喷涂粉末中的 Ni 包 MoS2 粉偏少或偏多都会导致涂层的摩擦磨损性能变坏,Ni 包 MoS2 粉质量分数为30% 时,涂层的摩擦系数及磨损率最低,分别约为 0 . 36 和 3 . 3 X10-4mg / s。
  • 应用技术
  • 王星星, 龙伟民, 裴夤崟, 沈元勋, 吕登峰, 佘春
    表面技术. 2013, 42(3): 56-58,107.
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    在 BAg45 CuZn 钎料表面进行化学镀锡,分析镀液温度、pH 值、施镀时间对锡镀层的沉积速率和AgCuZnSn 钎料中锡含量的影响规律,确定最佳工艺,并表征锡镀层的表面形貌和 AgCuZnSn 钎料的润湿性。 分析表明:随着温度和 pH 值升高,镀层沉积速率和 AgCuZnSn 钎料锡含量均先升高,后降低;随着施镀时间的延长,沉积速率先增大,后快速减小,而 AgCuZnSn 钎料 Sn 含量逐渐增大。 采用最佳工艺时,沉积速率达到 13 . 6 μm / h,锡镀层的表面平整、致密度高,所得钎料的 Sn 含量为 2 . 45% ,与基体 BAg45 CuZn 钎料相比,其润湿性有大幅度提高,铺展性好。
  • 全先厚, 郭瑞光, 唐长斌, 卢双堡
    表面技术. 2013, 42(3): 59-62.
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    对 6063 铝合金的氟铝酸钠转化膜进行了改性,确定改性后的最佳工艺条件为:氟化钠 7 . 5 g / L,硅酸钠 5 g / L,六偏磷酸钠 3 g / L,偏钒酸铵 5 g / L,pH 值 3 . 0 ~ 4 . 0 ,常温,转化时间 20 min。 采用该工艺对铝合金进行转化处理,极化曲线测试结果表明, 铝合金表面的腐蚀电位正移了大约 70 mV, 腐蚀电流密度减小了大约90% ,耐蚀性显著提高,耐中性盐雾时间可达 264 h。
  • 李文钊, 王波, 郭毅, 鲁彦玲, 杜仕国
    表面技术. 2013, 42(3): 63-66.
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    利用化学浸泡法在 AZ91 D 镁合金表面制备铈盐转化膜,优化了铈盐转化处理工艺,研究了铈盐转化膜的微观形貌、组织结构及耐蚀性能。 在转化膜表面分别涂覆环氧树脂和氟碳树脂涂层,测试了两种复合涂层的力学性能。 结果表明:铈盐转化膜由双层膜组成,在优化的工艺条件下进行转化处理能够提高镁合金的耐腐蚀能力;铈盐转化膜对环氧树脂的适应性要优于氟碳树脂。
  • 赵永岗, 吕红军
    表面技术. 2013, 42(3): 67-69,98.
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    采用正交试验方法,以膜层接触电阻为评价指标,优选了化学氧化工艺参数,即:槽液温度 25 ℃ ,氧化时间 5 min,pH 值 1 . 63 。 采用优选的工艺参数对铝合金试样进行化学氧化处理后,膜层的接触电阻和耐蚀性能测试均满足要求。 同时讨论了前处理条件( 碱洗、酸洗出光) 、化学氧化条件( 溶液温度、氧化时间、pH 值) 以及后期干燥温度对膜层质量的影响。
  • 姚明, 刘志雷, 周建萍, 杜楠, 江蕾
    表面技术. 2013, 42(3): 70-74.
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    采用偶联剂交叉处理法,成功地在碳纤维表面接枝了纳米 SiO2 粒子。 对制备过程中各步获取的样品进行了表面形貌表征和傅里叶红外光谱分析,并讨论了纳米 SiO2 的浓度、反应温度和时间等实验条件对接枝效率的影响。 结果表明:当纳米 SiO2 的浓度为 4% ,反应温度为 100 ℃ ,反应时间为 4 h 时,接枝效果最佳,接枝率为 5 . 69% 。
  • 张宇, 李庆, 曹金利, 覃礼钊, 张进, 李元, 戴策
    表面技术. 2013, 42(3): 75-77.
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    以乙酸铜为铜源,茁-环糊精为表面活性剂,NaOH 为添加剂,KBH4 为还原剂,在室温水溶液中制备了直径约为 50 nm 的 Cu2O,对产物的组成、能隙、光催化性能进行了分析。 研究表明:产物结晶性良好,粒径分布较均匀,且产率高;此外,该纳米 Cu2O 由于比表面积大,对甲基橙在 30 min 内的催化效率高达 94 . 9% ,甲基橙几乎全部被降解,显示出良好的催化活性。
  • 温玉清, 孟惠民, 尚伟, 张敏, 张旋, 陶勇, 黄成泽
    表面技术. 2013, 42(3): 78-80,111.
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    采用自组装方法,在 6061 铝合金表面制备十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷自组装膜层,对制备工艺进行了优化,并对自组装膜层进行了表面形貌分析,通过极化曲线和电化学阻抗谱研究了自组装膜层的耐蚀性能。 结果表明:与铝合金基体相比,自组装膜的腐蚀电流密度减小了 3 个数量级,电化学阻抗值增大了近 1 倍,达到了提高铝合金表面耐蚀性能的目的。
  • 王海人, 陈凤, 屈钧娥, 聂德键
    表面技术. 2013, 42(3): 81-84.
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    采用浸泡法在 430 不锈钢表面制备了月桂酸自组装膜,通过电化学方法、接触角测试及微观形貌分析,研究了该自组装膜在 430 不锈钢表面的吸附行为及缓蚀作用。 研究结果表明:经过简单的浸泡,月桂酸分子能够稳定地吸附在不锈钢表面,自组装时间、组装液浓度以及基底表面前处理对组装膜的缓蚀效率有较大影响,自组装时间 4 h、月桂酸浓度 5 mmol / L、组装温度 35 ℃ 为最佳自组装条件;基底在组装之前进行钝化处理,有利于形成致密的自组装分子膜,提高不锈钢的耐蚀性能。
  • 朱阮利, 张津, 郑国梁
    表面技术. 2013, 42(3): 85-87,115.
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    为解决镁合金工件在加工过程中短期存放时容易发生腐蚀的问题,在相对湿度 80% 和温度 50℃ 的湿热条件下,对比了 F35 防锈油、KH69 硅烷和 KH460 硅烷对 AZ31 镁合金的防护效果。 结果表明:KH69 硅烷处理后的镁合金经过 15 天的湿热试验,未出现肉眼可见的腐蚀,在显微镜下也只观察到轻微点蚀,与 F35 防锈油的防锈性能相当,且轻微的沉淀对其防锈性能影响不大;KH460 硅烷处理镁合金也可获得良好的耐蚀性,但不及 KH69 硅烷。
  • 周磊, 潘应君, 徐超, 彭骏松, 张改璐
    表面技术. 2013, 42(3): 88-90.
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    为制备 Fe-6 . 5% Si 高硅钢片,先利用 PCVD 技术在 0 . 2 mm 厚的纯铁片表面沉积硅,再进行高温扩散。 通过正交实验分析了沉积硅的工艺参数对表层硅含量的影响,并研究了扩散参数对截面硅含量分布的影响。 结果表明:以 10% SiH4+90% Ar 作为渗源气,在 500 ℃ 下沉积 20 min,所得样品的表层硅含量高达 40 . 5% ;然后在工业纯氢气的保护下,于 1050 ℃ 保温 60 min,可获得满足要求的 Fe-6 . 5% Si 高硅钢片。
  • 郝鹏, 卢翔, 杜建勋
    表面技术. 2013, 42(3): 91-93.
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    采用专家咨询法选择出对铝蒙皮表面处理性能影响相对较大的 5 个指标,利用层次分析评价理论建立了表面处理的层次结构模型,采用 MATLAB 获得矩阵特征值和特征向量等数据,得到对铝蒙皮表面处理性能影响定量的权重结果。 此方法对民用飞机铝蒙皮涂层系统的研发和维护具有一定的理论意义。
  • 何建新, 李继红, 张琳
    表面技术. 2013, 42(3): 94-96.
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    针对某军用矩形电连接器镀金插孔出现表面发黑的现象,通过微观形貌观测、X 射线光电子能谱分析、显微红外光谱分析及气相色谱-质谱分析等表征分析手段,得出故障原因是插孔表面粘染了含胺基的有机物,有别于常见的镀金件因底层金属腐蚀引起变色。
  • 李继红, 乔正阳, 乔奇光, 马尚龙, 裘磊
    表面技术. 2013, 42(3): 97-98.
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    以带小孔的测量座为例,针对其加工精度高、淬火硬度需达 55 HRC 的要求,鉴于普通的切削加工因某些结构和形状而受到限制,采用了“ 小孔处镀铜防渗碳寅渗碳淬火寅小孔加工冶 的方法,实现了在普通设备上采用常用刀具和切削手段即可满足测量座加工要求的目的。 将表面处理技术应用于机加工艺中,可以解决机加工艺中的某些难题。
  • 综述·专论
  • 田浩亮, 魏世丞, 陈永雄, 刘毅, 童辉, 徐滨士
    表面技术. 2013, 42(3): 99-102.
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    在分析工程机械典型零部件失效模式的基础上,介绍了几种高性能电弧喷涂涂层的性能和应用背景,综述了高速电弧喷涂在防腐、采油装备、抽油泵柱塞、电站锅炉设备及汽车发动机等几个重要工程领域的研究应用现状,进而展望了高速电弧喷涂技术在工程机械零部件再制造产业的发展趋势,对再制造工程在工程机械产业中推广有一定的指导意义。
  • 隐身材料专题
  • 刘渊, 刘祥萱, 苟小莉, 王煊军, 陈鑫
    表面技术. 2013, 42(3): 103-107.
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    在同等条件下,通过溶胶-凝胶法,制备了四种稀土离子掺杂的镍基复合铁氧体 NiAyFe2-yO4( A为 Ce,Nd,La 或 Y,y = 0 . 1 ) 。 对粉末的结构和磁性能进行表征,结果表明:四种离子掺杂后,均能形成在室温条件下具有超顺磁性的镍基铁氧体粉末,Y3+掺杂可以形成纯净的镍基铁氧体。 对粉末的电磁性能进行表征,结果表明:掺杂后,铁氧体的复介电常数实部 着忆和虚部 着义在 2 ~ 18 GHz 增大,尤以 La3+掺杂的效果最为明显;与未掺杂的样品相比,四种离子掺杂的样品复磁导率实部 滋忆和虚部 滋义均减小,在 2 ~ 18 GHz,四种样品的复磁导率实部 滋忆先急剧减小,后逐渐增大;掺杂离子的半径和掺杂量对电磁参数的改变起主要作用。
  • 标准及检测
  • 梅芳, 弓满锋
    表面技术. 2013, 42(3): 108-111.
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    欲改善电镀氧化铝薄膜 / 铝合金基体体系的服役寿命,需从整体上掌握其力学性能。 为此,分别制备了特殊的铝合金热残余应力试样和沉积夹具,采用硫酸阳极氧化法在铝合金基体上制备了 10 ~ 60 μm 厚电镀硬质氧化铝,通过曲率法测试了试样的热残余应力,并分析了薄膜厚度与其热残余应力之间的关系。 结果表明:10 ~ 60 μm 厚的电镀硬质氧化铝薄膜热残余应力为较小的拉应力,且随着厚度的增加,应力值呈线性下降趋势。
  • 罗宿星, 伍远辉, 杨红, 贾潘
    表面技术. 2013, 42(3): 112-115.
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    中文摘要采用电化学阻抗法、循环伏安法、计时电量法、差分脉冲伏安法等分析手段,研究了硫酸特布他林在石墨烯修饰玻碳电极( GR / GC) 上的电化学行为及电化学动力学性质,建立了硫酸特布他林电化学定量测定方法。 实验结果表明,硫酸特布他林在 GR / GC 电极上的电化学过程是一个不可逆电化学氧化过程,氧化过程受扩散控制,在扫描速度 20 ~ 250 mV / s 范围内,其氧化峰电流与扫描速度平方根呈良好的线性关系。 该方法可简便、快捷、灵敏地检测博利康尼中硫酸特布他林的含量。