2015年, 第44卷, 第1期　
刊出日期：2015-01-20

  

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  钛酸锂表面碳包覆改性研究进展

  张宁, 刘永畅, 陶占良, 陈军

  表面技术. 2015, 44(1): 1-7,33.

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  尖晶石结构的 Li4Ti5O12由于电压平台平稳、循环寿命长、“零应变冶和安全性高等优点,成为锂离子电池的热门负极材料。 然而纯 Li4Ti5O12本身为绝缘体,导电性很差,倍率性能不佳,这限制了它的实际应用。 研究表明,对 Li4Ti5O12表面进行碳包覆可以有效改善其电化学性能。 结合最近国内外研究情况,综述了表面碳包覆对 Li4Ti5O12负极材料改性的研究进展,分析了不同的碳包覆方法、碳层厚度、碳结构和碳含量对 Li4Ti5O12 / C 复合材料电化学性能的影响,希望促进 Li4Ti5O12 / C 复合电极材料在锂离子电池领域的应用。
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  SnS2 -SnO2 / 石墨烯复合材料的合成及其电化学储锂性能的研究

  马琳, 叶剑波, 黄国创, 王臻, 周鑫发, 武敏, 陈卫祥

  表面技术. 2015, 44(1): 8-14.

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  目的 制备高容量和循环性能稳定的锂离子电池复合电极材料。 方法 通过 L-半胱氨酸(L-cys)辅助水热法合成 SnS2-SnO2 / 石墨烯复合纳米材料,采用 XRD,SEM,TEM 和 HRTEM 技术对其进行结构表征,并采用循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗技术研究了其电化学贮锂性能。 结果 随着水热溶液中 L-cys 的量增加,复合材料中少层数结构 SnS2 的含量也增加。 当 Sn4+ / L-cys 的物质的量之比为 1 : 4时,制得了 SnS2 / 石墨烯复合纳米材料,而且石墨烯的存在在一定程度上抑制了 SnS2 沿 c 轴方向的生长,减少了层状 SnS2 的层数。 结论 由于二维层状结构的 SnS2 具有与石墨烯类似的微观结构和形貌,与石墨烯的复合具有更好的匹配性和相互协同效应,增强了 SnS2 / 石墨烯复合材料的电化学贮锂性能,使其具有较高的可逆储锂容量、良好的循环性能和增强的倍率特性。
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  Li 含量对球形富锂正极材料结构和电化学性能的影响

  刘金龙, 杨军, 郭少帅, 王永刚, 王丛笑, 刘海梅, 徐群杰, 夏永姚

  表面技术. 2015, 44(1): 15-23,40.

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  富锂正极材料已经成为高能量密度锂离子电池最具有前景的正极材料之一。 然而,富锂正极材料电化学性能对其本体和表面的局域结构很敏感,而这些结构跟材料的合成过程密切相关。 在目前的工作中,从合成的角度提出了新的思路,Li 含量 x 将影响着富锂 Li1. 2xMn0. 54Ni0. 13Co0. 13O2 材料的结构特性和电化学性能。 基于电化学,XRD,Raman, XPS 技术的分析结果,改变 Li 含量将在材料的本体和表面产生尖晶石相和 Li2CO3 物种,会造成所合成的材料局部组分发生变化,进而影响其电压容量曲线。 实验结果表明,在正极材料合成的过程中,相比于其他含量,Li 含量过量 5% (摩尔分数)所合成的样品表现出更好的电化学性能,放电容量高达 270 mAh / g。
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  n 型 Bi-Te-Se 温差电材料溶液体系的电沉积过程研究

  杨梦倩, 神政武, 刘晓清, 王为

  表面技术. 2015, 44(1): 24-28.

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  目的 研究硫酸体系中元素铋、碲和硒的电沉积行为,为电沉积制备 n 型 Bi2Te3-ySey 温差电材料提供理?慰肌?方法 采用电化学循环伏安测试技术,对硫酸溶液体系中铋、碲、硒三种元素的电沉积及不同元素间的共沉积过程进行研究。 结果 纯铋硫酸溶液体系中,Bi3+还原成单质铋的电化学反应是分步进行的,游离态和络合态的铋离子先后发生还原反应。 纯碲硫酸溶液体系中,HTeO2 +以吸附态和游离态两种形式先后发生还原反应。 纯硒硫酸溶液体系中,溶液中的 H2SeO3 也通过分步还原反应生成硒单质。 在 Bi-Te-Se 三元硫酸溶液体系中,Bi3+的浓度和基材对电沉积过程有显著影响,Bi-Te-Se 化合物对电沉积过程具有促进作用。 结论 在 Bi-Te-Se 三元硫酸溶液体系中,Se,Te 和 Bi 元素可依次在阴极表面发生还原反应而实现共沉积,从而制备出 n 型 Bi-Te-Se 温差电材料。
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  通过 Au 修饰提高质子交换膜燃料电池PtCo 合金催化剂稳定性

  陈磊, 齐意, 木士春

  表面技术. 2015, 44(1): 29-33.

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  目的 解决质子交换膜燃料电池贵金属催化剂利用率低、电化学稳定性差的问题,从而堆动其产业化进程。 方法 通过湿化学共沉积法获得低 Pt 特征的 PtCo 合金催化剂,采用欠电位沉积方法制备Au 修饰的 PtCo 合金催化剂,应用原子吸收光谱和电化学循环伏安加速测试技术研究 Au 修饰 PtCo 合金催化剂的电化学稳定性。 结果 成功制备了 Au 修饰的 PtCo 合金催化剂。 Au 修饰后,PtCo 合金催化剂的氧还原反应性能几乎没有改变,但 Co 的溶蚀率得到降低,而且电化学稳定性也得到提高。 结论 通过采用 Au 等具有高电化学腐蚀电位的金属修饰 Pt 合金催化剂,以提高催化剂电化学稳定性的研究思路是可行的。
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  碳材料的掺杂改性及其用于燃料电池催化剂的研究

  郑锐萍, 廖世军

  表面技术. 2015, 44(1): 34-40.

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  开发掺杂改性的碳材料用作燃料电池的非贵金属氧还原催化剂已成为燃料电池领域的重要研究课题,相关研究对于降低燃料电池成本、促进燃料电池的商业化具有十分重要的意义。 大量研究工作表明,对碳材料进行掺杂改性可以实现其形貌、微观结构、组成及其他表面物理化学性质的优化,从而得到具有较高催化活性、选择性和稳定性的氧还原催化剂。 人们在这类催化剂的制备方法、性能优化和催化机理等方面进行了大量研究工作。 综述了对碳纳米管、石墨烯、介孔碳、大孔碳、碳微球等碳材料进行掺杂改性的最新进展。 并基于目前的研究结果,展望了掺杂碳材料作为燃料电池非贵金属氧还原催化剂的应用前景和未来的发展趋势。
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  碳改性 TiNb2 O7 及其对嵌脱锂性能的影响

  娄帅锋, 尹鸽平, 程新群, 高金龙, 马玉林, 左朋建, 高云智, 杜春雨

  表面技术. 2015, 44(1): 41-46.

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  目的 研究界面导电性对材料电化学性能的影响,提升 TiNb2O7 的循环稳定性。 方法 研究纯相 TiNb2O7 材料的电化学特性,对比不同荷电态(SOC)的极片,研究材料导电性对电化学性能的影响机制。 在材料的制备过程中加入不同的碳源构建导电网络,提升其导电性。 结果 得到了导电性对材料的影响机理,加入不同碳源显著提升了材料的循环稳定性。 结论 LixTiNb2O7 的导电性随嵌锂深度的增加而增大,导致材料的脱锂行为不能彻底进行。 通过加入碳纳米管或者蔗糖热解碳,可以有效提升材料的循环性能。
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  双氧水水热处理泡沫镍制备 Ni(OH) 2 自集流超级电容器电极材料

  葛梦琪, 张洁, 徐静, 雷惊雷, 李凌杰

  表面技术. 2015, 44(1): 47-50,63.

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  目的 寻找一种简便、价廉、对环境友好的方法制备具有高比容、长寿命的 Ni(OH)2 自集流超级电容器电极材料。 方法 采用水热法(15% (质量分数)的 H2O2溶液,180 ℃ ,24 h)直接在泡沫镍集流体上原位生长 Ni(OH)2,并对其形貌、组成以及电化学性能进行研究。 结果 通过双氧水水热处理,可以在泡沫镍集流体上原位生长出边长 400 ~ 600 nm、厚度约 200 nm 的 Ni(OH)2 六边形片,此为六方晶的β-Ni(OH)2。 该电极材料在 2 mol/ L KOH 溶液中的最高比容为 2534 F/ g(扫速 1 mV/ s),且循环 1000 圈后,比容值仍保持在 91% 以上(扫速为 50 mV/ s)。 结论 该制备方法简单价廉,对环境友好,制得的电极材料具有自支撑、自集流的特点,且具有优异的电化学性能和良好的循环稳定性。
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  氮掺杂石墨烯柔性薄膜的制备及其超电容性能

  钟奇能, 粟泽龙, 李新禄

  表面技术. 2015, 44(1): 51-55,63.

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  目的 改善超级电容器用石墨烯薄膜的超电容性能。 方法 采用水热和高温热解法制备多孔氮掺杂的石墨烯柔性薄膜,采用 SEM 形貌、XRD 图谱和等温曲线分析其结构,采用三电极体系测试循环伏安曲线和恒流充放电曲线,分析其超电容性能。 结果 氮掺杂石墨烯柔性薄膜保持了氧化石墨烯的褶皱透明,同时具有网络式的多孔洞结构。 氮气吸脱附测试表明,氮掺杂多孔石墨烯的比表面积为280. 78 m2/ g。 氮掺杂石墨烯薄膜在 1. 0 mol/ L 硫酸钠溶液中,当电流密度为 0. 1 A/ g 时,其比容量达到 169 F/ g。结论 氮原子的掺杂以及氮掺杂石墨烯柔性薄膜的多孔结构可以有效提高石墨烯材料的超电容性能。
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  聚苯胺增强 Pt / C 催化剂活性和稳定性研究

  陈四国, 薛云, 张文贵, 李莉, 丁炜, 齐学强, 魏子栋

  表面技术. 2015, 44(1): 56-63.

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  目的 制备一种具有高稳定性和高催化活性的 Pt/ C@ PANI“核/ 壳冶结构催化剂。 方法 利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰 Pt/ C@ PANI“核/ 壳冶结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究 PANI 增强 Pt/ C 催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。 结果 电化学测试表明,Pt/ C@ PANI 催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/ C@ PANI(30% )催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化 Pt/ C 催化剂的 1. 6 和 1. 8 倍。 加速寿命实验表明,Pt/ C@ PANI(30% )催化剂具有很好的稳定性,经过 1500 圈 CV 扫描后,其电化学活性表面积仅下降了 30% ,而商业化 Pt/ C 催化剂降低了 83% 。 理论计算表明,PANI 将电子转移给载体 C,导致自身空穴增加,PANI 部分氧化,导电性增强;PANI 的存在使 Pt/ C@ PANI 体系的 HOMO 能级升高,减小了与氧气分子 LUMO 能级的差异,有利于电子从催化剂 HOMO 转移到氧分子的 LUMO 轨道,使得氧容易得到电子;PANI 吸附后,Pt 原子 d 带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。 结论 PANI包覆层抑制了 Pt 纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/ 再沉积,有效地解决了 Pt/ C 催化剂的Ostwald 肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。
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  机械镀锌中超声功率对镀层耐腐蚀性能的影响

  牛宗伟, 徐明玉, 李明哲

  表面技术. 2015, 44(1): 64-67.

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  目的 探究超声波功率对镀层耐腐蚀性的影响规律。 方法 将超声波功率分为 50,70,90,110W 4 个等级,利用湿法超声机械镀锌设备制备 4 种镀层。 用多功能扫描电子显微镜观察镀锌层的微观表面形貌,并分析镀锌层厚度,测试镀锌层的耐腐蚀性能以及镀层与基体的附着强度。 结果 功率为 50 W时获得的镀层厚度最大,表面质量、耐腐蚀性能最差;功率为 110 W 时获得镀层表面质量、耐腐蚀性能最好。 结论 随功率的增大,镀层表面质量明显提高,镀层耐腐蚀性有逐渐增加的趋势。
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  Nb-Ti-Si 合金表面辉光离子渗 Mo / 包埋渗 Si制备 MoSi2 涂层的研究

  曹正, 田晓东, 李宁, 王利捷, 吕娜

  表面技术. 2015, 44(1): 68-71.

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  目的 在 Nb-Ti-Si 合金表面制备 MoSi2 涂层。 方法 先进行辉光离子渗 Mo,再进行包埋渗 Si。分析温度对渗 Mo 层表面形貌、厚度、元素互扩散的影响,以及渗 Si 后涂层的表面形貌和结构。 结果 在1100 ℃进行辉光离子渗 Mo,渗 Mo 层与基体形成了显著的互扩散。 对渗 Mo 层进行包埋渗 Si 后,所形成的涂层组织致密,具有多层结构,由外向内依次为 MoSi2 层、NbSi2 层和 Nb5Si3 层,在 MoSi2 和 NbSi2 层之间存在 (Mo,Nb)Si2 互扩散区。 结论 通过辉光离子渗/ 包埋渗的方法,可以在 Nb-Ti-Si 合金表面制备MoSi2 涂层,且涂层与基体呈冶金结合,结合较好。
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  电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

  敖正红, 薛玉君, 姜韶峰, 张德颖, 李献会

  表面技术. 2015, 44(1): 72-76.

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  目的 改善 Ni-ZrO2 纳米复合镀层的耐腐蚀性能。 方法 分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备 Ni-ZrO2 纳米复合镀层,分析镀层的 ZrO2 含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。 结果 普通电沉积镀层的 ZrO2 含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。 旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层 ZrO2 含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。 超声-旋转阴极电沉积的镀层 ZrO2 含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。 结论 超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和 ZrO2 含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。
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  工艺参数对钛合金激光熔覆 CBN 涂层几何形貌的影响

  高霁, 宋德阳, 冯俊文

  表面技术. 2015, 44(1): 77-80,87.

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  目的 获得制备形貌较佳的 CBN 激光熔覆层的工艺参数。 方法 以 CBN 粉末为熔覆材料,在TC11 钛合金表面制备 CBN 熔覆层。 设计正交试验,利用金相法检测熔覆层的几何形貌参数,研究工艺参数(激光功率、扫描速度、离焦量、预置层厚度)对涂层几何形貌的影响规律。 结果 随着激光功率、扫描速度、离焦量和预置层厚度的增大,熔覆层宽度、高度以及熔池深度都发生相应的改变。 其中扫描速度对熔覆层形貌的影响最大,其次为激光功率和预置层厚度,离焦量的影响最小。 随着激光功率增大,熔覆层宽度先增大后减小,熔覆层高度逐渐降低,熔池深度逐渐增大。 扫描速度、离焦量和预置层厚度的增加都导致熔覆层宽高和熔池深度的减小。 结论 最优的工艺参数为:激光功率 1400 W,扫描速度 4 mm/ s,离焦量 35 mm,预置层厚度 0. 4 mm。
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  等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

  高振, 郝建民, 韩建军, 鲁元, 陈永楠, 李世波

  表面技术. 2015, 44(1): 81-87.

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  目的 研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用 Fe 基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。 方法 通过 X 射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。 结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。 非晶涂层在 0. 5 mol/ L H2SO4 溶液和在 3. 5% (质量分数)NaCl 溶液中均表现出良好的钝化作用,在 0. 5 mol/ L H2SO4 溶液中钝化区较宽,在 3. 5% NaCl 溶液中自腐蚀电流密度较低。 随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。 结论 喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善 Fe 基非晶涂层的耐蚀性能。
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  基片偏压改变对镁合金 Ti / TiN 膜质量的影响

  李忠厚, 宫学博, 郭腾腾, 马芹芹, 杨迪

  表面技术. 2015, 44(1): 88-91,132.

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  目的 探讨基片偏压对镁合金 Ti/ TiN 膜层质量的影响。 方法 利用多弧离子镀技术,在不同偏压条件下,对镁合金先镀 Ti 再镀 TiN,通过 SEM ?炷げ阈蚊?通过划?舛せ岷闲阅?通过电化学工作站对比 AZ31 镁合金与不同偏压镀膜试样的耐蚀性。 结果 偏压为 200 V 时,TiN 膜层致密均匀且成膜速度快,膜层耐蚀性最好;偏压为 200 V 时,基体结合最好且膜层较厚,有较好的耐蚀性。 结论 镀Ti 膜时的偏压对随后镀 TiN 的质量有着显著的影响,以 200 V 偏压的工艺镀 TiN 膜层质量最好,膜层致密,成膜速度快,耐蚀性优良。
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  TC4 表面等离子 Ni 改性层摩擦磨损研究

  王振霞, 陈丽红, 单小林, 贺志勇, 刘小萍

  表面技术. 2015, 44(1): 92-95,126.

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  目的 研究 TC4 表面等离子 Ni 改性层摩擦磨损情况,以提高航空用钛合金的使用寿命。 方法以近等原子比 TiNi 二元合金作为源极靶材,利用等离子表面合金化技术在 TC4 表面制备 Ni 改性层,考察合金层的组织、成分、相结构以及硬度分布,分析 Ni 改性层和基体的摩擦学性能。 结果 Ni 改性层主要由 Ti2Ni,TiNi,Ti 等相组成,Ni 原子数分数最高为 18% ;表面硬度高达 625HV;改性后的摩擦系数与基体相近,磨痕宽度是基材的 1 /3。 结论 TC4 表面等离子 Ni 改性层耐磨性增加。
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  不锈钢光纤激光毛化及其摩擦性能

  符永宏, 王浩, 杨烨刚, 符昊, 华希俊

  表面技术. 2015, 44(1): 96-101.

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  目的 研究光纤激光毛化应用于模具表面,改善其摩擦特性的可行性。 方法 采用单因素变化法,研究激光功率、脉宽、频率、离焦量对毛化形貌的影响规律,分析毛化区域的显微硬度,并对不同形貌的毛化试样和光滑试样的摩擦性能进行对比。 结果 匹配特定的参数,可获得火山口形貌或球冠状形貌。 毛化区域的硬度相对基材提高显著,最大提高了近 4 倍。 同时,在模拟冷冲压拉深模具低速重载工况的摩擦实验中,毛化试样的摩擦系数比光滑试样大,同时随着毛化点直径、间距的增大,摩擦系数相应减小。 结论 激光毛化技术可对材料表面进行改形改性,能够用于优化模具表面摩擦特性。
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  Ni-P-PTFE 化学复合镀工艺优化及镀层性能研究

  张翠杰, 刘贯军, 张培彦

  表面技术. 2015, 44(1): 102-105,111.

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  目的 研究表面活性剂 FC4 和 PTFE 添加量,对 Ni-P-PTFE 化学复合镀层质量和镀层中 PTFE 体积分数的影响规律以及对镀层的摩擦磨损性能的影响。 方法 改变镀液中 FC4 和 PTFE 添加量,获得不同的 Ni-P-PTFE 化学复合镀层,用扫描电子显微镜观察镀层形貌，用能谱仪并结合直方图方法测算镀层中 PTFE 的体积分数,研究镀层质量和镀层中 PTFE 的体积分数随镀液中 FC4 和 PTFE 添加量的变化规律,测试镀层的摩擦学性能。 结果 Ni-P-PTFE 复合镀工艺中 FC4 的用量为 0. 3 g/ L 时镀层表面质量最好,镀层中 PTFE 体积分数最大;PTFE 体积分数为 10% 时 Ni-P-PTFE 复合镀层的磨损率最小。 结论 镀层中 PTFE 的体积分数随镀液中 PTFE 添加量的增加而增加,对镀层磨损率的减小存在最优值。
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  柱状微结构超疏水表面制备及其结霜性能研究

  伍彬, 丁云飞, 吴会军

  表面技术. 2015, 44(1): 106-111.

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  目的 研究表面结构与化学成分对结霜性能的影响。 方法 以具有不同结构参数的多孔阳极氧化铝表面为模板,以高密度聚乙烯为压印热塑材料,采用模板热压法在常压下制备柱状微结构表面。分析表面形貌,测试接触角,通过结霜实验研究其结霜性能。 结果 柱状微结构表面经化学修饰后,获得超疏水效果。 结霜过程实验显示,制备的超疏水表面初始结霜时间更晚,结霜速率更慢。 结论 通过改变表面结构与表面化学成分均能对表面结霜性能产生直接影响,修饰后的柱状结构表面具有较好的抑霜效果。
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  分散剂涂覆处理对碳纤维在油性基体中分散性能的影响

  崔莹, 孙玉, 吴波, 吴炳洋, 郑帼

  表面技术. 2015, 44(1): 112-116,126.

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  目的 获取效果较好的碳纤维在油性基体中的分散处理方法。 方法 采用 IW,SCAT,MLBH(脂肪醇醚磷酸酯盐)和 TEDPS 四种分散剂对碳纤维进行涂覆处理,之后于溶剂油 D80 中分散,以表面电荷量和浊度值对其分散性进行评价,并分析分散剂浓度、分散剂类型、碳纤维长度、分散体系碳纤维浓度对分散效果的影响。 对最佳条件下分散前后的碳纤维进行表面形貌结构与化学组成的对比表征。 结果采用四种分散剂对碳纤维表面进行涂覆处理,均能有效改善碳纤维在油性材料中的分散性,其中以油溶性离子型表面活性剂 MLBH 的处理效果最好。 分散剂浓度存在一最佳值;碳纤维越长,越不利于分散;分散体系碳纤维浓度越低,越有利于分散。 结论 MLBH 最佳浸丝浓度为 0. 3% (质量分数)。 考虑到工业应用需求,浸丝后的碳纤维以长度 10 mm、质量浓度 50 mg/ L 进行分散时,分散效果最好。
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  无取向硅钢环保绝缘涂层的制备与性能

  王双红, 赵时璐

  表面技术. 2015, 44(1): 117-121.

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  目的 寻求替代含铬绝缘涂料的环保绝缘涂料。 方法 采用水溶性磷酸盐和水性树脂自制水性涂料,在无取向硅钢表面制备绝缘涂层,研究其固化工艺,并与国内涂料进行理化指标和涂层性能(附着力、表面电阻、耐腐蚀性能、耐热性)对比。 结果 自制绝缘涂料无刺激性气味,稳定性好,使用寿命长,在固化时间 20 ~24 s、固化温度 480 ~520 ℃的条件下,可在无取向硅钢表面制得均匀、光亮的银灰色绝缘涂层。 绝缘涂层附着力为 A 级,12 h 中性盐雾试验腐蚀面积低于 5% ,在 750 ℃ 高温退火 2 h 不掉粉,表面绝缘电阻为 297 Ω/ mm2(1. 0 ~1. 2 μm)。 结论 自制水性绝缘涂料为环保型单组分涂料,与国内绝缘涂料的涂层性能相当,满足国内钢厂产品技术要求。
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  化学蚀刻 304 不锈钢表面结构研究

  张永成, 卢建树

  表面技术. 2015, 44(1): 122-126.

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  目的 研究化学蚀刻 304 不锈钢表面结构类型、形成过程及其应用。 方法 以 304 不锈钢为对象,以 FeCl3 系溶液为蚀刻剂,采用化学蚀刻的工艺,通过表面分析和 SEM 等手段,研究化学蚀刻的过程以及表面结构的类型。 结果 在 40 ℃常压下,250 g/ L FeCl3 中使 304 不锈钢表面光滑的盐酸用量(y)与硝酸用量(x)满足一定的关系:y=19. 37+0. 13x±0. 5,x≤120 mL/ L;y = -8. 67+0. 62x±0. 5,x≥130 ml/ L。溶液中 Cl-含量是影响蚀刻后不锈钢表面的平整度的主要因素。 结论 改变蚀刻溶液性质可以改变蚀刻后 304 不锈钢表面形成的结构。
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  三聚氰胺对碳钢在 HCl 介质中的缓蚀作用

  曾宪光, 郑兴文, 龚敏, 段海兵

  表面技术. 2015, 44(1): 127-132.

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  目的 了解在 HCl 介质中,三聚氰胺对碳钢的缓蚀作用和缓蚀机理。 方法 在 1 mol/ L HCl 溶液中添加不同浓度的三聚氰胺,测试碳钢在溶液中的动电位极化曲线和电化学阻抗谱,获得电化学参数和缓蚀效率。 再结合量子化学计算结果,分析其缓蚀机理。 结果 针对碳钢在 1 mol/ L HCl 溶液中的腐蚀,三聚氰胺是一种混合抑制型缓蚀剂,随其浓度的增加,缓蚀效率增大。 三聚氰胺通过分子中 Mulliken电荷相对较负的氮原子吸附在碳钢表面起到缓蚀作用,吸附过程为自发过程,以物理吸附为主,且符合Langmuir 吸附等温方程。 结论 在 HCl 介质中,三聚氰胺对碳钢具有一定的缓蚀作用。
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  脉冲电流与直流电流的阴极保护效果比较研究

  徐兴龙, 周好斌, 袁森

  表面技术. 2015, 44(1): 133-135,140.

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  目的 研究对比脉冲电流与直流电流阴极保护效果。 方法 采用挂片法,在 NaCl 溶液中,对Q235 钢在电源输出电压为 4. 02 V(直流阴极保护电位为 0. 95 V)时,对比直流电流和脉冲电流阴极保护条件下的保护效果。 结果 电源输出功率相同时,脉冲电流可以获得更好的保护效果和较小的平均电流消耗;随着保护时间的推移,脉冲电流在不同参数条件下,阴极保护电位都会越来越负。 结论 高频率下,脉冲电流保护效果比直流电流的保护效果好;若要提高保护效果和降低电流消耗,应选择中间范围的占空比、较高的频率,并且优先调整频率。
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  油温对海底输油管线阴极保护的影响

  彭泽煊, 任厚珉

  表面技术. 2015, 44(1): 136-140.

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  目的 研究油温对海底输油管道阴极保护的影响。 方法 通过模拟海水实验,参照 GB/ T17848—1999 实验方法,分析铁电极、铝电极和偶合电极在不同油温下的腐蚀电位和偶合电流的变化规律,测试 25 ℃和 75 ℃海水中牺牲阳极的工作电位,并计算阳极的电流效率,观察阳极的腐蚀形貌，结果在 25 ~75 ℃范围内,铝电极随着温度升高自腐蚀电位负正℃,铁电极随着温度升高自腐蚀电位负℃。 偶合电位正℃,偶合电流显著增大。 结论 与 25 ℃相比,牺牲阳极在 75 ℃ 海水中,保护电位下降,阴极保护效果降低。
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  磷化冷轧基板表面黑变缺陷研究

  申龙

  表面技术. 2015, 44(1): 141-145.

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  目的 研究严重影响磷化板表面质量的冷轧基板表面黑变缺陷的成因及机理。 方法 通过金相分析、扫描电镜电子探针、X 射线光电子能谱法、辉光放电光谱法、X 射线衍射等分析方法,对黑变缺陷进行系统的分析,并对其形成机理进行探讨。 结果 黑变缺陷样板表面 C 元素含量约为正常样板的 17倍,C 元素主要以石墨形式存在。 结论 由于带钢表层富集大量以石墨形式存在的 C 元素,诱发了钢板表面黑变缺陷,其形成原因与钢板化学成分、表面状态以及退火等工艺密切相关。