一、稀土(La,Nd,Sm)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响(论文文献综述)
徐仰涛,王雅宁[1](2021)在《稀土对金属电沉积过程及沉积层性能影响的研究现状》文中研究表明稀土由于具有较强的吸附性,在电沉积过程中可以通过提高形核率、阻碍晶粒长大的方式来改善镀层组织,因此会对材料表面改性产生独特优势。稀土掺杂于合金镀层可以使晶粒团簇分布更加均匀,缓蚀晶界,保持晶粒的高度择优取向,增强镀层与基体的结合度,提高镀层的硬度、结合强度、抗氧化性及耐腐蚀性能。本文系统综述了稀土作为镀液添加剂和改善镀层性能的国内外研究现状,以及稀土在不同电沉积体系中的作用机理,提出了稀土在改善材料表面性能方面存在的问题及最有潜力的发展方向。
黄晶明[2](2021)在《CaCl2-NaCl体系熔盐电解制备Nd-Mg、Nd-Zn合金电化学机理研究》文中研究指明镁合金和锌合金具有相对密度小等特点,在航空航天、汽车等领域应用较广。稀土元素的添加,对镁合金和锌合金的各类性能有较大提升,改善耐蚀性差、高温强度低等缺点。稀土镁合金与稀土锌合金传统制备方法为对掺法,对金属纯度要求较高,成本高,易成分偏析,能耗大。熔盐电解法操作简单,操作温度较低,成本小,制得的产品成分均匀。本研究选取稀土元素钕,以质量比为67.3:32.7的CaCl2-NaCl共晶盐为电解质体系,通过添加氯化钕、氧化钕、氯化镁、氯化锌调整熔盐组成,温度873 K条件下,通过循环伏安法等暂态测试技术研究钕离子在惰性钨电极上的还原过程,研究熔盐电解制备钕镁合金和钕锌合金的电化学机理,为电解法制备稀土合金产品提供基础理论数据。温度为873 K,研究CaCl2-NaCl-Nd Cl3熔盐中Nd(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为。Nd(Ⅲ)还原为Nd(Ⅱ),还原电位为-1.98 V;由Nd(Ⅱ)还原为金属钕,沉积在钨丝上,还原电位为-2.02 V。两个过程均受扩散控制,Nd(Ⅲ)离子的扩散系数为6.344×10-5cm2/s。计时电流研究结果表明钕在钨电极上成核方式为瞬时成核。温度为873 K,在CaCl2-NaCl-Mg Cl2体系和CaCl2-NaCl-Zn Cl2体系分别加入Nd Cl3,研究钨电极上钕离子与镁离子、钕离子与锌离子两类共沉积的电化学过程。Mg(Ⅱ)的还原峰电位为-1.56 V,Nd-Mg金属间化合物的还原电位为-1.82 V。锌离子的还原电位为-0.47 V。存在3对氧化还原信号,对应钕锌合金的形成,还原峰电位分别为-1.25 V、-1.65 V、-1.70 V。采用等温饱合法测量氧化钕在CaCl2-NaCl熔盐873 K的溶解度,加入Mg Cl2或Zn Cl2都提高了氧化钕的溶解度,从热力学角度分析了溶解机理。在CaCl2-NaCl-Mg Cl2体系和CaCl2-NaCl-Zn Cl2体系分别加入Nd2O3,采用循环伏安、方波伏安等方法在温度为873 K研究在钨电极上钕离子与镁离子、钕离子与锌离子共沉积的电化学过程。在CaCl2-NaCl-Mg Cl2-Nd2O3体系以-1.76 V恒电位电解4 h,电沉积产物中钕镁合金主要以Mg12Nd和Mg41Nd5形式存在。873 K时,在CaCl2-NaCl-Zn Cl2-Nd2O3熔盐中,在钨电极上施加-1.72 V电解4 h。电沉积产物中钕锌合金主要以Nd3Zn11形式存在。
王雅宁[3](2021)在《稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用》文中研究指明工业上通过镍电沉积的方式获得不同规格、性能的镍板,用于后续不锈钢合金化和生产镍箔、高纯镍带,作为电池、相机、仪器仪表等精密仪器的原材料。目前这些原料主要通过对镍电沉积得到的镍板进行熔炼、塑性加工获得。当前生产的电沉积板纯度高达99.96%,部分晶粒尺寸可达到纳米级别,但仍然存在电解镍夹渣、电镀镍残渣率高、分镍、电溶不均匀等问题。因此在镍电沉积过程中对微观组织、性能的调控尤为重要,这就要求对镍电沉积的形核及生长机理进行更深入的研究,通过不断优化工业生产电沉积镍的工艺,来得到细化程度更高的镍沉积层。传统工艺是在工业电解液中沉积出符合标准的镍板,进行熔炼加工,通过加入稀土细化剂改善其力学性能。本课题通过将稀土作为添加剂直接加入工业电解液中,研究稀土元素对镍沉积层的细化作用,从而缩短工艺流程,调控镍板微观组织结构和均匀性,有望提升工业生产效率。本课题选用硫化镍可溶阳极/硫酸盐工业电解液体系,通过荷质比、离子半径和极化程度等原子理论和已有文献从17种稀土中遴选出Ce、La、Pr、Nd四种元素。利用SEM、AFM等分析手段进行沉积层表面晶粒细化研究,确定最佳稀土元素的种类和含量。利用极化曲线、循环伏安曲线、计时电流曲线分析稀土对镍沉积过程的作用机理,通过SEM、AFM和EBSD对沉积层表面和截面微观组织进行观察分析,研究稀土对镍沉积层的细化效果。由于稀土在电结晶细化过程中有作为催化剂参与晶粒形核/掺于沉积层影响晶粒生长两种作用,通过EDS和XPS对稀土是否掺入沉积层进行定性分析。研究发现,稀土Ce的化合物较适合作为工业电解液体系中的稀土添加剂,通过SEM和AFM均发现添加稀土后镍沉积层晶粒平均尺寸比添加前减小100多纳米,说明添加适量稀土使沉积层细化程度提高、组织均匀。由于该硫酸盐工业电解液体系以硫酸根离子为主,因此选择硫酸铈作为添加剂对稀土的细化效果进行研究。通过研究镍离子在电解液中的形核机理,从极化曲线得到添加硫酸铈后镍沉积层的腐蚀电流变小,腐蚀电位正向移动,添加量为0.6 g/L时表现出最佳耐腐蚀性能,超过这一浓度则耐蚀性下降。循环伏安曲线分析可知稀土的添加能够使沉积电位正移,增大电沉积动力,生成更多细小晶粒使沉积层细密度增加。计时电流曲线分析可知当稀土添加量为0.6 g/L时形核弛豫时间最短,形核速率最快;当t<tm时,任意阶跃电位曲线接近瞬时形核理论曲线,在t>tm时便偏离理论曲线并趋于稳定,这与实验所用工业电解液的复杂性有关。硫酸铈添加量从0 g/L逐渐增大到0.6 g/L时,使用SEM对沉积层表面形貌进行观察可知,晶粒随之变细小且晶界增多,超过这一浓度则针状晶粒变宽。AFM检测表面平均粒径可从0.48μm减小至0.45μm,沉积层表面光滑,组织均匀性较好,细化程度较高,证实硫酸铈添加剂的最佳浓度为0.6 g/L。通过EBSD分析可知无任何稀土化合物掺入电解液时,截面晶粒的平均尺寸为0.9887μm,取向大多为<001>,存在强烈的板织构{100}<111>、{110}<100>以及丝织构<110>//Y0,这说明镍沉积过程中晶粒的长大存在择优取向;而当硫酸铈添加量为0.6 g/L,晶粒平均尺寸缩小至0.66319μm,小角度晶界更多,镍沉积层截面取向仍然以<001>为主,但随之出现较多<111>、<101>、<212>、<112>取向,存在板织构{211}<100>及<110>、{100}<410>、{110}<100>。同时,极图的对称性没有未添加稀土的截面明显,极密度点分布杂乱,说明添加稀土会改变晶粒的生长模式。通过硬度测试可知稀土添加前后沉积层硬度增加20.39,沉积层与基体的结合力变好。为进一步确定稀土在镍电结晶过程中的作用,通过EDS和XPS得到Ce强度极弱的短峰,利用峰面积比发现镍离子沉积后出现两种电子轨道和化学态,镍自身沉积量随稀土添加量的增加有不明显的增加趋势,说明添加稀土后镍离子的沉积效率提高。由于稀土溶解度和测试手段的限制,难以在沉积层中发现明显的共沉积现象。今后应对电解液中稀土对镍离子沉积过程的动力学进行系统深入的研究。
朱云娜[4](2021)在《镍-钴基稀土复合催化剂的制备及其电催化析氢性能的研究》文中进行了进一步梳理在过去的一个世纪里,由于全球的发展和人口的增长,世界范围内的能源需求持续快速增长。对化石燃料的严重依赖不可避免地导致了它们的快速消耗,以及随之而来的有害环境问题和全球变暖。氢气(H2)是最具吸引力的燃料之一。H2具有最高的重量能量密度,它唯一的燃烧副产品是无污染的水,这使它成为一种优秀的能源载体和未来低碳能源的潜在候选者。目前,电解水制氢是一种以可再生的水为原料的高效方法,不但对环境无污染,操作简单而且所制备的氢气纯度较高。同时可利用太阳能、风能和潮汐能转化的电能电解水产生氢气。铂族金属(PGM)催化剂及其衍生物由于最佳的氢结合能(HBE)和原子氢吸附的吉布斯自由能(ΔGH*)而一直被认为是最有效的催化剂。然而,地球上铂和其他铂族金属的高成本和储量不足,限制了Pt基催化剂的广泛应用,难以生产全球能源需求规模的氢气。因此,减少贵金属的负载,甚至完全用富含稀土的且具有高催化活性和稳定性的非贵金属替代品来替代它们,对于向氢经济迈进是至关重要的。目前为止,研究人员研发了各种非贵金属催化剂,包括过渡金属的硫化物、磷化物及硼化物等。其中,过渡金属硼化物因其优异的催化性能引起了广泛的关注。同时,稀土元素由于独特的4f电子轨道,在电催化方面越来越受到重视。本文采用化学沉积法以泡沫镍(NF)为基体制备高催化活性的三元稀土复合电极Ni-Nd-B/NF。当硝酸钕浓度为3.0 g?L-1,反应温度为35℃,反应时间为1 h时,得到的Ni-Nd-B/NF电极材料在碱性溶液中表现出优异的电催化性能。在20 m A?cm-2电流密度下,Ni-Nd-B/NF的过电位为180 m V;Tafel斜率为117m V?dec-1。同时,Ni-Nd-B/NF在1.0 mol?L-1KOH中扫描2000 CV后仍能保持较好的催化活性本文为了研究催化剂在酸性(0.5 mol?L-1H2SO4)和碱性(1.0 mol?L-1KOH)溶液中的催化活性。以碳纤维(CF)为基体,通过化学沉积法制备Pr-Co-B/CF电极。结果表明,当稀土浓度为6 g?L-1时,Pr-Co-B/CF电极在酸性和碱性介质中表现出良好的的析氢性能。酸性介质中,Pr-Co-B/CF电极有较低的过电位(η10值为172 m V)和较小的Tafel斜率(10.05 m V?dec-1)。碱性介质下,Pr-Co-B/CF电极有较低的过电位(η10值为26 m V)和较小的Tafel斜率(19.0 m V?dec-1)。Pr-Co-B/CF电极在两种溶液中均表现出良好的稳定性。本文在三元稀土复合电极的基础上,掺杂过渡元素Co制备四元稀土复合电极。在所制备稀土复合电极中Ni-Co-B-Gd/NF电极表现出良好的催化活性。当稀土Gd浓度为3 g?L-1时,Ni-Co-B-Gd/NF电极在碱性介质中表现出较低的过电位(η10值为92 m V)和较小的Tafel斜率(105 m V?dec-1)。且Ni-Co-B-Gd/NF电极具有良好的长期稳定性,在1.0 mol?L-1KOH中可持续电解10 h。
杜婵[5](2021)在《低共熔溶剂中电沉积钴基镍基稀土镁合金及性能研究》文中研究指明氢能将是在未来发展占据重要地位的清洁能源。氢能使用过程零污染、热值高,是能有效替代传统化石燃料的可再生能源。市场上现有主流的制备氢气方法有甲烷蒸汽重整或石油氧化制备等,仍旧是消耗化石燃料获得,会带来众多污染环境的副产物。电解水制氢是一种很有前景的制氢方法,水在电流的作用下分解制得氢气和氧气,产氢效率高,原材料来源丰富,室温下即可制备,为绿色氢能制备提供新途径。铁系金属中镍和钴已经被证实有良好的电催化活性,但单独的镍或钴电极在析氢过程中过电位较大,需要过多的电能消耗,电极的催化活性有待提高。稀土元素有独特的外层电子结构,掺杂稀土元素制备高活性的催化电极能够对电极的析氢能力有较明显的提升。以氯化胆碱(Ch Cl)-尿素(urea)作为本体溶剂进行电沉积实验,利用循环伏安(CV)法和恒电势阶跃(CA)法对Ch Cl-urea-Co Cl2和Ch Cl-urea-Ni Cl2体系进行测试,探究体系中Co2+和Ni2+的还原峰和成核机理。改变CV的扫描速度,对Co2+和Ni2+的扩散行为等电化学行为进行研究,确定含有Co2+或Ni2+的电镀液的还原峰电位值,进而确定离子电沉积电位范围。利用线性伏安(LSV)法在三电极体系中对添加不同金属离子的电镀液的电化学行为进行研究,确定多离子电镀液的沉积电位。使用计时电量法制备Co@GP,Co-Mg@GP,Co-Y@GP,Co-Mg-Y@GP,Co-Dy@GP,Co-Mg-Dy@GP和Ni@GP,Ni-Mg@GP,Ni-Y@GP,Ni-Mg-Y@GP,Ni-Dy@GP,Ni-Mg-Dy@GP共十二种合金沉积层。使用能谱仪(EDX)对不同元素电镀液制得沉积层的元素进行了确定,使用扫描电镜(SEM)进行微观形貌表征,使用电化学法对沉积层的耐腐蚀性能、析氢催化性能进行对比。得出以下结论:1、对Ch Cl-Urea体系中的Co2+和Ni2+反应过程进行循环伏安测试分析,根据CV曲线显示的还原峰和氧化峰的位置初步判断电化学过程为不可逆反应;测量不同扫描速率下的CV曲线,计算得到的数据表明Co2+和Ni2+受扩散控制;恒电势阶跃曲线的结果表明晶粒成长遵循三维生长模型,成核方式为渐进成核。Ch Cl-Urea本体中单独添加Mg2+、Y3+、Dy3+单一元素时,LSV曲线显示无明显还原峰,不能在石墨纸基体上单独沉积,但在Ch Cl-urea-Co Cl2-Mg Cl2-Y(NO3)3?Ch Cl-urea-Co Cl2-Mg Cl2-Dy(NO3)3、Ch Cl-urea-Ni Cl2-Mg Cl2-Y(NO3)3和Ch Cl-urea-Ni Cl2-Mg Cl2-Dy(NO3)3以上含有多种离子的电镀液中LSV曲线明显显示有还原峰,读取还原峰位置可知制备钴基沉积层的电沉积电位在-1.2 V左右、镍基沉积层在-1.3 V左右;该电位下使用计时电量法在工作电极上制备金属沉积层,EDX结果显示沉积层中均有相应元素,说明Mg2+、Y3+、Dy3+能够被Co2+或Ni2+诱导多种离子共同沉积。2、沉积层的EDX结果显示相应的电镀液均能在沉积层中得到对应金属元素。微观形貌SEM结果表示沉积层表面规则排布。通过塔菲尔(Tafel)曲线测试沉积层的耐腐蚀性,使用外推法计算电极的自腐蚀电位、自腐蚀电流,对比不同沉积层的耐腐蚀性能,结论表明稀土元素的加入使沉积层的耐腐蚀性显着提高,三元的合金沉积层耐腐蚀性优于二元沉积层及单一元素的钴、镍沉积层。3、以过电位为标准对比掺杂稀土元素和镁元素的钴基、镍基沉积层的析氢电催化性能发现三元的Co-Mg-Y@GP、Co-Mg-Dy@GP、Ni-Mg-Y@GP和Ni-Mg-Dy@GP过电位可以达到相当低的水平。对阴极极化曲线(LSV)计算塔菲尔斜率,结果表明电极表面的析氢反应为Volmer-Heyrovsky途径。循环伏安测试1000圈后电极的催化性能均只有轻度下降,证明电极的稳定性良好。4、选择四因素三水平的正交表,通过正交实验对三元合金膜的制备条件进行优化,对最优制备条件下得到的三元合金膜进行阴极极化测试,结果表明最优条件得到的工作电极析氢过电位较低,循环伏安测试结果证明稳定性良好。
李一[6](2020)在《高性能烧结钕铁硼电沉积工艺研究》文中提出烧结钕铁硼是目前磁性能最佳的稀土永磁材料,因其具有较高的性价比,大量应用在风力发电、混合动力汽车、信息技术及医疗器械等领域。但是其温度稳定性较差,因而不能满足高温下的使用需求。为了提高其在高温下的矫顽力,传统的方式是在钕铁硼合金中添入重稀土Dy、Tb,但是剩磁会大幅度降低,成本也较高。而晶界扩散技术能有效地增强磁体的矫顽力,且剩磁几乎不下降,同时还节约了成本。电沉积法是目前最有希望实现工业化生产的重稀土扩散工艺,所以本课题以重稀土氢化物为扩散源研究了高性能烧结钕铁硼电沉积工艺,为实现工业化生产提供基础数据。首先以Dy H3纳米粉为扩散源,对电沉积扩散工艺进行研究。为了改善膜层结合力,选择五种粘结剂进行实验,发现聚乙烯醇缩丁醛(PVB)既能增强膜层结合力,又不会损害磁性能。研究了沉积时间、电压和阳极板间距对膜层质量的影响,发现增重比随时间的增长而增长,随电压的增大而增大,随阳极板间距的增大而减小。确定最佳沉积电压为150 V,最佳阳极板间距为4 cm。通过调整增重比和热处理工艺,得出最佳增重比为2.0 wt.%,最佳沉积时间为40 s,最佳热处理工艺为925℃-8 h-500℃-3 h,该工艺下矫顽力可达21.16 k Oe,且工艺稳定性较好。观察显微结构和磁畴,发现Dy沿晶界扩散至磁体内部,部分取代Nd2Fe14B晶粒中的Nd,择优分布于主相晶粒的外延层,形成具有更高磁晶各向异性场的(Nd,Dy)2Fe14B壳层相,抑制反向畴的形核,从而大幅提高磁体的矫顽力。对不同厚度磁体进行晶界扩散处理,得出矫顽力增量随磁体厚度的增加而减小。EPMA显示,相同增重比下,Dy的扩散深度随磁体厚度的增加而增加,且由表及里其含量逐渐减少,而Nd含量变化正好相反。厚度为1 mm、2 mm、4 mm、6 mm的磁体均在925℃获得矫顽力最大值,较原始磁体分别提高7.74 k Oe、7.52k Oe、7.38 k Oe、6.91 k Oe。厚度为14 mm的磁体扩散Dy H3后,矫顽力仍可提高4.50 k Oe,说明电沉积晶界扩散纳米粉工艺还可用于较厚的磁体。对40UH、45SH、48H和50M磁体进行晶界扩散处理,矫顽力分别提高4.93 k Oe、5.41 k Oe、6.79k Oe和8.16 k Oe,发现原始矫顽力越大的磁体,扩散后矫顽力增量就越小。为了进一步提高磁体磁性能,并验证上述结论,又以Tb H3纳米粉为扩散源,对电沉积扩散工艺进行研究。通过调整磁体增重比和热处理工艺,得出最佳增重比为1.0 wt.%,最佳沉积时间为20 s,最佳热处理工艺为940℃-8 h-500℃-3 h,该工艺下矫顽力可达23.70 k Oe。EPMA显示,Tb沿晶界扩散至磁体内部,部分取代Nd2Fe14B晶粒中的Nd,富集在主相晶粒的外延区,形成壳层相(Nd,Tb)2Fe14B,从而使矫顽力提高。对不同厚度磁体进行晶界扩散处理,得出矫顽力增量随磁体厚度的增加而减小。相同增重比下,Tb的扩散深度随磁体厚度的增加而增加,且由表及里其含量逐渐减少,而Nd的含量变化正好相反。厚度为1 mm、2 mm、4 mm、6 mm的磁体均在940℃获得矫顽力最大值,较原始磁体分别提高9.97 k Oe、9.96 k Oe、9.92 k Oe、9.42 k Oe。厚度为14 mm的磁体扩散Tb H3后,矫顽力仍可提高5.55 k Oe。对40UH、45SH、48H和50M磁体进行晶界扩散处理,矫顽力分别提高8.04 k Oe、8.40 k Oe、9.52 k Oe和10.97 k Oe,得出原始矫顽力越大的磁体,扩散后矫顽力的增量就越小。上述结论均与扩散Dy H3的结论一致。此外,还研究了金属Ga和Tb H3对烧结钕铁硼磁体的影响,发现单独扩散Ga可以提高磁体的抗腐蚀性和矫顽力;将Ga与Tb H3相结合作用于磁体,二者先后顺序不同,对矫顽力的影响也不同,而综合磁性能都不如只扩散Tb H3的效果理想,即二者单独作用可以提升磁体性能,但是共同作用却不利于磁体磁性能。
李帅[7](2020)在《钙钛矿改性RuO2材料的制备及其析氧性能研究》文中研究指明高效电催化剂在发展能源转换和储存技术中,起到重要的作用。在催化剂的众多性能中,催化剂的析氧反应(OER)性能受到广泛关注。目前贵金属Ru及其氧化物被看作最有希望的OER电催化剂。然而,RuO2催化剂在高阳极电势下不稳定,特别是贵金属Ru的稀少和昂贵,极大地限制了它的广泛应用。为了减少Ru的使用量,进一步提高RuO2的OER电催化活性和稳定性,本论文选择具有一定活性的钙钛矿对RuO2材料进行改性。先合成钙钛矿ABO3物质,进而制备改性RuO2材料。采用X射线粉末衍射(XRD)研究材料的结构,通过对线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)等电化学性能的分析,评价材料的OER活性和稳定性,同时探讨材料的OER机理,以获得钙钛矿改性RuO2材料的规律,期望获得高活性、高稳定性的OER电极材料。首先采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿LaCoO3样品,再将其以不同摩尔百分数(分别为0、2、4、6、8 at.%)添加制备改性RuO2材料。LSV、EIS结果显示,改性RuO2材料的10 m A·cm-2电流密度所需过电势、电荷转移能力与改性材料中LaCoO3添加量呈倒火山型关系,其中6 at.%LaCoO3添加时,达到最小。CV结果显示,与未改性的RuO2材料相比,6 at.%LaCoO3添加改性的RuO2材料具有明显更大的电化学双电层电容、更高的电流密度和更显着的氧化还原行为。这说明改性RuO2材料的OER活性,在实验添加范围内,与改性材料中LaCoO3添加量呈火山型关系,LaCoO3的添加量为6 at.%时,改性RuO2材料的OER性能最优。其次分别制备B位替换的钙钛矿LaBO3(B=Cr、Mn、Fe、Co)样品,进而以6 at.%作为钙钛矿的添加量,合成LaBO3添加改性的RuO2材料。研究表明,经过LaCoO3、LaCrO3改性后的RuO2材料,具有更低的10 m A·cm-2电流密度所需过电势、更大的电化学双电层电容、更多的伏安电荷、更好的电荷传递能力和更高的稳定性,表明其OER活性和稳定性更好。最后分别制备系列钙钛矿ACoO3(A=Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy)样品,以6 at.%作为钙钛矿的添加量,进而合成系列ACoO3添加改性的RuO2材料。研究表明,PrCoO3、GdCoO3的添加,既能增加RuO2材料的OER活性,同时又能提高其稳定性。Dy Co O3的添加,能增加RuO2材料的OER活性,其稳定性保持不变。总之,通过钙钛矿A位或B位替换改性RuO2材料的研究,发现RuO2材料经过钙钛矿LaCrO3、LaCoO3、PrCoO3和GdCoO3改性后,提高了RuO2材料的OER活性和稳定性。这些材料有望作为高活性和高稳定性的OER电极材料。本论文为进一步提高RuO2材料的活性和稳定性,减少Ru的使用量探索了新的方法。
熊彤彤[8](2020)在《低共熔溶剂中稀土镁合金镀层的电沉积》文中指出具有储氢、耐高温、耐腐蚀性能、抗蠕变能力强等优点的稀土镁合金镀层在飞机、汽车的零部件和电子通讯方面应用广泛。获得合金镀层的方式有多种,其中设备简单、操作便捷的是电沉积法。目前,沉积镀液体系包含水溶液、纯有机溶剂和离子液体。本文以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(新型离子液体)为本体体系,铜片为沉积基体制备稀土镁合金镀层,研究了金属离子在本体中的电化学行为及机理,对合金镀层的制备条件、形貌以及耐蚀性进行了的初步探究,为合金镀层在生产生活中的利用提供了新思路。利用循环伏安法对Co2+、Ni2+、Mg2+、Ce3+、Sm3+、Ho3+在本体体系中的电化学行为进行测试;使用恒电位技术法研究Co2+、Ni2+的成核机理、沉积稀土镁合金镀层Co-Mg、Ni-Mg、Co-Mg-Ce、Co-Mg-Sm、Co-Mg-Ho、Co-Ni-Mg-Ce、Co-Ni-Mg-Sm、Co-Ni-Mg-Ho;采用循环伏安法、正交实验法确定镀层的沉积条件;通过扫描电镜法、元素分布法对镀层形貌分析检测;最后使用塔菲尔曲线研究镀层的耐蚀性。得出的结论如下:1、对本体镀液中Mg2+、Ce3+、Sm3+、Ho3+的电化学行为进行了分析,CV曲线和电沉积实验说明了上述四种离子都无法单独在铜基体上电沉积。0.04mol/L Co2+、0.04 mol/L Ni2+在本体镀液中均发生了一步不可逆的还原反应。通过循环伏安法和电沉积实验,发现Mg2+、Ce3+、Sm3+、Ho3+均能被Co2+、Ni2+诱导;2、Co-Mg合金镀层在浓度比为4/3、沉积时间20 min、沉积电位-1.05 V、温度为353 K时外观形貌为灰黑色、均匀镀层,镁含量达到8.6 wt%,镀层微观形貌最好;Ni-Mg二元合金镀层的最佳条件是25 min、4/3、-1.10 V、353 K。二元镀层的成核机理仍符合三维连续成核;3、Co-Mg-Ce镀层沉积时间为20min、沉积电位-1.05 V、金属离子浓度为0.04 mol/L Co2+、0.03 mol/L Mg2+、0.03 mol/L Ce3+的条件时,电沉积镀层的外观形貌最佳,Mg、Ce含量较高,对附着在基体上的合金镀层进行高温晶化,发现在873 K时镀层无法与基体脱离,说明镀层的结合力较好。Co-Mg-Sm镀层的最佳沉积条件是25 min、-1.2 V、Mg/Sm:3/4、358 K;Co-Mg-Ho镀层为20 min、-1.2 V、Mg/Ho:3/4、353 K;4、Co-Ni-Mg-Ce四元合金镀层在沉积时间20 min、沉积电位-1.10 V、沉积温度353 K、沉积浓度0.02 mol/L Ni2+时制得的四元合金镀层稀土含量较多,外观形貌好、晶粒细小、自腐蚀条件高;Co-Ni-Mg-Sm镀层最佳沉积条件是20 min、358 K、-1.15 V、0.03 mol/L Ni2+;Co-Ni-Mg-Ho镀层最优沉积条件是353 K、25min、0.03 mol/L Ni2+、-1.15 V。5、以稀土Sm为例,对比二元、三元、四元合金镀层在强碱条件下的耐腐蚀性能,发现全浸泡腐蚀实验后镀层表面生成了青白色薄膜,浸泡时间长短对镀层质量影响较小,二元镀层质量的减小程度大于三元、四元合金镀层,时间越长对镀层中的物质侵蚀越严重。
李翔宇[9](2019)在《熔盐电解制备稀土钴合金及其电化学行为研究》文中提出钴合金材料凭借其优异的性能,被广泛应用于国防工业、航天航空、汽车工业、制表业等许多领域。本文采用熔盐电解法制备稀土钴合金,对钴离子与稀土离子共沉积的电化学行为进行研究,为工业电解生产提供理论依据。主要探究了 923 K下,部分氯化稀土(Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Er、Yb)与钴离子在Mo电极上、KCl-LiCl体系中的电化学行为,研究并探讨Co(Ⅱ)离子与稀土离子在熔盐体系的扩散系数等。采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法等电化学测量方法研究了钴离子与稀土离子在 LiCl-KCl-CoCl2-RECl3(RE=Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Er、Yb)熔盐体系中的氧化还原机理。测试结果表明,Co(Ⅱ)与上述稀土离子在熔盐体系中发生共沉积反应形成了 Co-RE金属间化合物。在 LiCl-KCl 熔盐体系中(温度选取为 923 K),Co(Ⅱ)、Ce(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)在Mo电极上均是经过一步电子转移还原成金属,并且通过不同扫速循环伏安曲线的测试发现以上稀土离子(除Gd外)的还原反应是受扩散控制的准可逆反应,Gd(Ⅲ)的还原反应是受扩散控制的可逆反应。Co(Ⅱ)、Ce(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)、Gd(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)扩散系数分别为1.7×10-5 cm2 s-1、3.15×10-5 cm2 s-1,3.26×10-5 cm2 s-1,1.27×10-5 cm2s-1,4.88×10-5cm2s-1,7.37×10-5 cm2s-1。此外还得到了 Co-RE(RE=Ce、Pr、Sm、Gd、Dy、Er、Yb)不同的金属间化合物的平衡电位。由于Sm(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)为变价元素,在惰性电极上无法还原为金属钐和镱。恒电位电解3 h制备了相应的稀土钴合金,XRD定性分析得到合金中的物相组成为 Ce5Co19(在-1.9V 下得到);Co2Pr(在-1.91 V 下得到);Co2Sm(在-2.20V 下得到);Co2Gd(在-2.11 V 下得到);Co5Dy、Co2Dy(在-1.82V 下得到);Co17Er2(在-1.88 V 下得到);Co2Yb(在-1.88V下得到);SEM观察到Co-Pr、Co-Gd合金微观下呈现片层状,而其他的合金均为块状;EDS进一步确实合金的元素种类及含量。实验发现,原子半径愈大,其富钴相稀土合金的平衡电位愈负,根据这一规律,推导出富钴相合金的平衡电位与其对应元素原子半径之间的数学关系为:1/E×r23=8.781(x1lnx1+x2lnx2)+5.629
王珊珊[10](2019)在《熔盐电解法制备铈镍、钕镍、镁镍、镝铋合金及机理研究》文中提出熔盐电解在制备活泼金属及其合金方面发挥着极其重要的作用,而合金电解相对于单一金属电解有着明显的优势,如合金相组成可控、合金成分均一、元素分布均匀、去极化和合金化作用使电解温度大大降低,这些优势使合金电解在近年来发展迅速。本文在LiCl-KCl熔盐体系中,采用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、阳极溶出伏安法(ASV)和开路计时电位法(OCP)等电化学方法,在Ni电极上分别研究了 RE(Ⅲ)(Ce、Y、Nd)和Mg(Ⅱ)的电化学行为,并探讨了 Ce在Ni电极上的电结晶机制;根据几种电化学方法,确定了 Ce(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)在Ni阴极上的析出电位,成功地实现了单一相组成的Ce-Ni、Nd-Ni和Mg-Ni合金的可控制备;在Bi膜电极上研究了 Dy(Ⅲ)的电化学行为,并计算了 Bi-Dy合金的相关热力学参数;利用电化学在线技术实时监测Ce-Ni和Nd-Ni合金制备过程中Ce(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)离子浓度的变化,具体研究如下:在 LiCl-KCl 熔盐体系中,研究了 Ce(Ⅲ)、Y(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)和 Mg(Ⅱ)在 W电极上的电化学行为,研究结果表明,Ce(Ⅲ)和Y(Ⅲ)的还原是一步3电子转移、受扩散控制的准可逆过程;Nd(Ⅲ)的还原过程为:在高浓度的情况下为一步3电子转移(Nd(Ⅲ)→Nd)、在低浓度的情况下为两步电子转移过程(Nd(Ⅲ)→Nd(Ⅱ)、Nd(Ⅱ)→Nd);Mg(Ⅱ)的还原是一步2电子转移、受扩散控制的准可逆过程;采用CV、CP、OCP和SWV法测定了 Ce(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)在熔盐中的扩散系数(D)以及热力学参数。LiCl-KCl熔盐体系中,Ce(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)在Ni电极上发生了去极化作用,根据方波伏安法得到,其去极化值分别为:0.72 V和1.2 V。在Ni阴极上,根据OCP曲线得到了 Nd-Ni合金和Ce-Ni合金的平衡电位。在-2.0 V、-1.4 V和-1.6 V分别电解制备了单一相组成的CeNi、CeNi5和Ce2Ni7合金;在-1.7 V、-1.5 V和-1.3 V分别电解制备了单一相组成的NdNi2、Nd2Ni7和NdNi5合金;同时发现电解时间延长对单一相组成合金的制备有一定的影响,如Ce(Ⅲ)在Ni阴极上沉积,-1.8 V电解18 h获得了CeNi2和CeNi3两种合金,电解36 h获得了 CeNi2纯相合金;-1.8 V电解8 h获得了NdNi2和NdNi两种合金,电解18 h获得了 NdNi纯相合金。通过研究OCP曲线,发现Ce-Ni和Nd-Ni金属间化合物的平衡电位均能够被检测出来,同时将这些金属间化合物的电位-组成作图,与组成-温度相图相对应,绘制了电位-相组成恒温相图并得到了规律性公式。在LiCl-KCl熔盐体系中,利用CV、SWV和CP等电化学手段探究了 Mg(Ⅱ)在Ni电极上的还原过程。发现由于合金化和去极化作用致使其析出电位正移,其去极化值为0.28 V;并采用OCP法计算了 Mg-Ni金属间化合物的标准生成Gibbs自由能等相关热力学参数;利用恒电位电解技术制备了 Mg-Ni合金,在-2.0V能够制备出单一相组成的Mg2Ni合金。此外本文还利用Bi为液态阴极电解制备了 Dy-Bi合金,实验结果显示液态阴极有明显的去极化作用,其去极化值为0.67 V。本文用电化学技术在线监测了 Ce(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)在熔盐中电解沉积过程中的浓度变化,该项工作可以对有些电解精炼、纯化等方面的研究提供有效、可靠的实验依据。
二、稀土(La,Nd,Sm)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、稀土(La,Nd,Sm)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响(论文提纲范文)
(1)稀土对金属电沉积过程及沉积层性能影响的研究现状(论文提纲范文)
1 稀土作为添加剂改善表面性能 |
1.1 稀土对电极反应的催化作用 |
1.2 稀土作为添加剂对镀层物理和化学性质的改善 |
2 稀土复合镀层的表面改性 |
2.1 稀土离子沉积镀层表面 |
2.2 稀土改善镀层的性能 |
3 结语与展望 |
(2)CaCl2-NaCl体系熔盐电解制备Nd-Mg、Nd-Zn合金电化学机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 稀土矿资源简介 |
1.2 稀土合金的应用 |
1.3 稀土合金制备方法 |
1.3.1 金属热还原法 |
1.3.2 对掺法 |
1.3.3 熔盐电解法 |
1.4 钕的熔盐电解研究现状 |
1.5 研究意义与内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验 |
2.1 实验试剂及设备 |
2.2 实验装置 |
2.2.1 电解质体系 |
2.2.2 电化学测试装置 |
2.3 电化学测试方法 |
2.4 实验过程 |
2.5 电解与产物表征 |
第三章 CaCl_2-NaCl-MgCl_2(Zn Cl_2)-NdCl_3熔盐体系的电化学行为 |
3.1 Nd(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为 |
3.1.1 Nd(Ⅲ)还原转移电子数的确定 |
3.1.2 Nd(Ⅲ)还原可逆性 |
3.1.3 Nd(Ⅲ)还原的扩散系数 |
3.1.4 成核方式 |
3.2 Nd(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的共沉积行为 |
3.2.1 Mg(Ⅱ)在CaCl_2-NaCl熔盐的电化学行为 |
3.2.2 Nd(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的共沉积行为 |
3.3 Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)的共沉积行为 |
3.3.1 Zn(Ⅱ)在CaCl_2-NaCl熔盐的电化学行为 |
3.3.2 Nd(Ⅲ)和Zn(Ⅱ)的共沉积行为 |
3.4 本章小结 |
第四章 CaCl_2-NaCl-MgCl_2(Zn Cl_2)-Nd_2O_3体系的电化学行为 |
4.1 Nd_2O_3的溶解度 |
4.2 CaCl_2-NaCl-MgCl_2-Nd_2O_3体系的电化学行为 |
4.3 CaCl_2-NaCl-MgCl_2-Nd_2O_3体系的电化学行为 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(3)稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 镍的性质 |
1.1.2 电解镍的制备方法 |
1.1.3 稀土元素的性质 |
1.2 电沉积镍的制备 |
1.2.1 金属电沉积 |
1.2.2 金属的电结晶过程 |
1.2.3 镍电沉积过程研究现状 |
1.3 稀土在金属电沉积过程中的作用机理 |
1.3.1 稀土作为添加剂影响电结晶行为 |
1.3.2 稀土作为添加剂改善沉积层物理和化学性能 |
1.3.3 稀土离子进入沉积层表面的可能性探索 |
1.3.4 稀土掺入改善沉积层性能的研究现状 |
1.4 课题研究的意义及内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究主要内容 |
第2章 实验材料及方法 |
2.1 实验药品及仪器 |
2.2 实验材料与研究方法 |
2.2.1 普林斯顿电化学工作站 |
2.2.2 霍尔槽制备沉积层试样 |
2.2.3 扫描电子显微镜 |
2.2.4 原子力显微镜 |
2.2.5 电子背散射衍射 |
2.2.6 X射线能谱仪 |
2.2.7 X射线光电子能谱 |
第3章 不同种类稀土对镍沉积层晶粒细化的影响 |
3.1 稀土的选择 |
3.2 不同浓度LaCl_3对镍沉积层晶粒尺寸的影响 |
3.3 不同浓度NdCl_3对镍沉积层晶粒尺寸的影响 |
3.4 不同浓度PrCl_3对镍沉积层晶粒尺寸的影响 |
3.5 不同浓度CeCl_3对镍沉积层晶粒尺寸的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 硫酸铈对工业电解液中镍电结晶行为的影响 |
4.1 阴极极化曲线 |
4.2 循环伏安曲线 |
4.3 计时电流曲线 |
4.4 本章小结 |
第5章 硫酸铈对镍沉积层晶粒细化的作用 |
5.1 微观形貌 |
5.2 表面晶粒尺寸 |
5.3 截面EBSD分析 |
5.3.1 晶粒尺寸 |
5.3.2 晶粒取向 |
5.3.3 表面取向及织构 |
5.4 显微硬度 |
5.5 稀土是否掺入沉积层 |
5.5.1 EDS分析 |
5.5.2 XPS分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(4)镍-钴基稀土复合催化剂的制备及其电催化析氢性能的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电解水机理 |
1.3 析氢催化剂的研究进展 |
1.3.1 贵金属催化剂 |
1.3.2 非贵金属催化剂 |
1.3.3 稀土催化剂 |
1.4 过渡金属硼化物的研究 |
1.4.1 过渡金属硼化物的制备方法 |
1.4.2 过渡金属硼化物电催化性能的调控方法 |
1.5 主要研究意义及研究内容 |
1.5.1 选题目的 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验材料及测试方法 |
2.1 主要实验药品和仪器设备 |
2.2 催化剂表征 |
2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
2.2.2 场发射扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.2.4 X射线光电子能谱(XPS) |
2.3 催化电极的催化性能测试 |
2.3.1 线性扫描伏安法测试 |
2.3.2 循环伏安法测试 |
2.3.3 电化学阻抗谱测试 |
2.3.4 计时电流测试 |
第三章 三元纳米结构Ni-Nd-B催化剂的制备及其析氢性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验的主要试剂与仪器 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 样品的制备 |
3.3.2 样品形貌与结构的表征 |
3.3.3 电化学性能测试 |
3.4 实验结果与讨论 |
3.4.1 三元稀土复合电极的表征 |
3.4.2 电极在碱性介质中的析氢性能研究 |
3.5 本章总结 |
第四章 Pr-Co-B/CF自支撑电极的制备及其在酸性和碱性介质中的析氢应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验的主要试剂与仪器 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 样品的制备 |
4.3.2 样品形貌与结构的表征 |
4.3.3 电化学性能测试 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.4.1 Pr-Co-B/CF电极的表征 |
4.4.2 Pr-Co-B/CF电极在酸性介质中的析氢性能研究 |
4.4.3 Pr-Co-B/CF电极在碱性介质中的析氢性能研究 |
4.5 本章总结 |
第五章 四元Ni-Co-B-RE(RE=Gd、Ce、Nd)作为高效和稳定的析氢电催化剂 |
5.1 引言 |
5.2 实验的主要试剂与仪器 |
5.3 实验部分 |
5.3.1 样品的制备 |
5.3.2 样品形貌与结构的表征 |
5.3.3 电化学性能测试 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 Ni-Co-B/NF和 Ni-Co-B-RE/NF(RE= Ce、Nd和 Gd)催化剂的表征 |
5.4.2 催化剂的电催化HER性能 |
5.5 本章总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(5)低共熔溶剂中电沉积钴基镍基稀土镁合金及性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 氢能的优点及应用 |
1.2.1 氢的制备方法 |
1.2.1.1 生物质化学制氢 |
1.2.1.2 醇类水蒸气制氢 |
1.2.1.3 水制氢 |
1.3 析氢电极研究现状 |
1.3.1 阴极析氢电极材料研究 |
1.3.2 析氢电极的性能及机理 |
1.3.2.1 电极的性能测试 |
1.3.2.2 析氢催化机理 |
1.4 电极的制备 |
1.4.1 镁合金和稀土合金 |
1.4.2 离子液体和电沉积优势 |
1.5 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验仪器及试剂 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 实验方法、测试方法 |
2.2.1 镀前处理 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.3 循环伏安法 |
2.2.4 恒电势阶跃电流时间曲线 |
2.2.5 计时电量法 |
2.2.6 镀层制备及形貌表征 |
2.2.7 塔菲尔曲线 |
2.2.8 稳态极化测试 |
2.2.9 电化学阻抗技术 |
2.3 实验装置与流程 |
第三章 低共熔溶剂电化学行为 |
3.1 Co的电化学行为 |
3.1.1 Co的循环伏安曲线 |
3.1.2 Co的扩散机理 |
3.1.3 GP上Co的成核机理 |
3.2 Ni的电化学行为 |
3.2.1 Ni的循环伏安曲线 |
3.2.2 Ni的扩散机理 |
3.2.3 GP上Ni的成核机理 |
3.3 合金镀液中金属离子的电化学行为 |
3.3.1 Co的共沉积阴极极化行为 |
3.3.2 Ni的共沉积阴极极化行为 |
3.4 本章小结 |
第四章 材料形貌及析氢性能表征 |
4.1 钴相关沉积层的制备和表征性能 |
4.1.1 制备及表征 |
4.1.2 钴相关沉积层的耐腐蚀性能 |
4.1.3 钴相关沉积层的析氢性能对比 |
4.2 镍相关沉积层的制备和表征性能 |
4.2.1 制备及表征 |
4.2.2 镍相关沉积层的耐腐蚀性能 |
4.2.3 镍相关沉积层的析氢性能对比 |
4.3 本章小结 |
第五章 正交试验法对比析氢性能 |
5.1 钴基稀土镁合金膜的正交试验结果 |
5.2 镍基稀土镁合金膜的正交试验结果 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(6)高性能烧结钕铁硼电沉积工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 永磁材料概述 |
1.3 烧结钕铁硼磁体的特点 |
1.4 烧结钕铁硼磁体的制备工艺 |
1.5 烧结钕铁硼磁体的相和显微结构 |
1.5.1 钕铁硼磁体中的相 |
1.5.2 钕铁硼磁体中的显微结构 |
1.6 烧结钕铁硼磁体的矫顽力机制 |
1.7 烧结钕铁硼磁体的应用 |
1.8 选题意义及研究内容 |
1.8.1 选题意义 |
1.8.2 研究内容 |
第2章 实验方法与原理 |
2.1 实验方法与路线 |
2.1.1 烧结钕铁硼磁体预处理 |
2.1.2 DyH_3与TbH_3纳米粉末的制备过程 |
2.1.3 悬浮液的配制 |
2.1.4 电沉积过程 |
2.1.5 晶界扩散热处理 |
2.1.6 磁体性能及微观组织结构分析 |
2.2 实验设备及原理 |
2.2.1 多功能永磁测量仪(B-H回线仪) |
2.2.2 振动样品磁强计(VSM) |
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.4 电子探针X射线显微分析仪(EPMA) |
2.2.5 磁光克尔显微镜(MOKE) |
2.2.6 其它设备 |
第3章 DyH_3电沉积法扩散工艺研究 |
3.1 电沉积工艺研究 |
3.1.1 粘结剂对磁体膜层结合力的影响 |
3.1.2 沉积时间对磁体增重比的影响 |
3.1.3 沉积电压对磁体增重比的影响 |
3.1.4 阳极板间距对磁体增重比的影响 |
3.2 DyH_3电沉积扩散工艺研究 |
3.2.1 工艺稳定性的研究 |
3.2.2 磁体增重比对磁体磁性能的影响 |
3.2.3 热处理温度对磁体磁性能的影响 |
3.2.4 热处理时间对磁体磁性能的影响 |
3.3 DyH_3对不同厚度磁体性能和微观结构的影响 |
3.4 DyH_3对不同牌号磁体性能和微观结构的影响 |
3.5 小结 |
第4章 TbH_3电沉积法扩散工艺研究 |
4.1 TbH_3电沉积扩散工艺研究 |
4.1.1 工艺稳定性的研究 |
4.1.2 磁体增重比对磁体磁性能的影响 |
4.1.3 热处理温度对磁体磁性能的影响 |
4.1.4 热处理时间对磁体磁性能的影响 |
4.2 TbH_3对不同厚度磁体性能和微观结构的影响 |
4.3 TbH_3对不同牌号磁体性能和微观结构的影响 |
4.4 金属Ga与TbH_3对烧结钕铁硼磁体性能的影响 |
4.4.1 单独扩散Ga对磁体性能的影响 |
4.4.2 Ga与TbH_3混合扩散对磁体磁性能的影响 |
4.5 小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
(7)钙钛矿改性RuO2材料的制备及其析氧性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 电化学基础 |
1.2 析氧催化剂的发展现状 |
1.2.1 金属及其合金催化剂 |
1.2.2 金属氧化物催化剂 |
1.2.2.1 贵金属氧化物 |
1.2.2.2 钙钛矿型氧化物 |
1.2.2.3 尖晶石型氧化物 |
1.2.2.4 层状结构氧化物 |
1.2.2.5 其它过渡金属氧化物 |
1.2.3 非金属氧化物催化剂 |
1.2.3.1 金属硫属化物和金属氮属化物 |
1.2.3.2 有机金属 |
1.2.3.3 无金属化合物 |
1.2.4 金属有机框架MOFs催化剂 |
1.2.5 多酸催化剂 |
1.3 析氧RuO_2催化剂的发展现状 |
1.3.1 复合 |
1.3.2 分散 |
1.3.3 掺杂 |
1.4 析氧机理研究 |
1.5 研究目的、意义、研究内容及创新点 |
第二章 实验部分 |
2.1 主要仪器 |
2.2 实验试剂 |
2.3 样品制备 |
2.4 材料结构表征技术 |
2.5 电化学性能测试方法 |
2.5.1 循环伏安法(CV) |
2.5.2 线性扫描伏安法(LSV) |
2.5.3 Tafel极化曲线 |
2.5.4 电化学交流阻抗谱(EIS) |
第三章 LaCoO_3-RuO_2材料析氧性能研究 |
3.1 实验内容 |
3.1.1 材料制备 |
3.1.2 电化学测试 |
3.2 XRD分析 |
3.3 电化学性能分析 |
3.3.1 析氧极化曲线分析 |
3.3.2 循环伏安行为分析 |
3.3.3 催化机理分析 |
3.3.4 电化学交流阻抗分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 LaBO_3-RuO_2材料析氧性能研究 |
4.1 实验内容 |
4.1.1 材料制备 |
4.1.2 电化学测试 |
4.2 XRD分析 |
4.3 电化学性能分析 |
4.3.1 极化行为分析 |
4.3.2 循环伏安行为分析 |
4.3.3 伏安电荷分析 |
4.3.4 电化学双电层电容分析 |
4.3.5 Tafel曲线分析 |
4.3.6 电化学交流阻抗分析 |
4.4 结果与讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 ACoO_3-RuO_2材料析氧性能研究 |
5.1 实验内容 |
5.1.1 材料制备 |
5.1.2 电化学测试 |
5.2 XRD分析 |
5.3 电化学性能分析 |
5.3.1 极化行为分析 |
5.3.2 电化学双电层电容分析 |
5.3.3 伏安电荷分析 |
5.3.4 催化机理分析 |
5.3.5 电化学交流阻抗分析 |
5.4 结果与讨论 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
(8)低共熔溶剂中稀土镁合金镀层的电沉积(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 合金的发展 |
1.2.1 镁合金的国内外发展概况 |
1.2.2 稀土元素 |
1.2.3 稀土镁合金在国内外的应用 |
1.3 合金镀层制备方法 |
1.3.1 物理气相沉积 |
1.3.2 化学气相沉积 |
1.3.3 电沉积 |
1.3.4 溶胶凝胶法 |
1.4 电镀液体系 |
1.4.1 水溶液 |
1.4.2 离子液体 |
1.4.3 低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents) |
1.5 电沉积稀土镁合金镀层的理论基础 |
1.5.1 电沉积合金镀层的类型 |
1.5.2 电负性理论 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验仪器及材料 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验材料 |
2.2 电化学方法 |
2.2.1 循环伏安法(CV) |
2.2.2 线性扫描伏安法(LSV) |
2.2.3 计时电量法 |
2.2.4 单电位阶跃计时电流法 |
2.2.5 塔菲尔(Tafel)测试 |
2.3 合金镀层的制备 |
2.3.1 基体前处理 |
2.3.2 正交实验法 |
2.3.3 稀土镁合金镀层的优化实验 |
2.4 合金镀层的表征 |
2.4.1 外观形貌表征 |
2.4.2 合金镀层微观表征 |
2.4.3 晶体结构分析 |
2.5 本体镀液的电化学测量 |
第三章 镁合金镀层 |
3.1 金属离子的电化学行为 |
3.1.1 Mg~(2+)、Ce~(3+)、Sm~(3+)、Ho~(3+)在本体溶液中的电化学行为 |
3.1.2 Co~(2+)、Ni~(2+)的电化学行为 |
3.1.3 Co~(2+)、Ni~(2+)在体系中的成核机理 |
3.2 镁合金的制备 |
3.2.1 Co-Mg在低共熔溶剂中的电化学行为 |
3.2.2 Co-Mg二元合金镀层制备 |
3.2.3 Co-Mg二元镀层的耐蚀性能 |
3.2.4 Ni-Mg在低共熔溶剂中的电化学行为 |
3.2.5 Ni-Mg合金镀层形貌 |
3.2.6 Ni-Mg二元镀层的成核机理 |
3.3 本章小结 |
第四章 稀土镁合金镀层 |
4.1 Co-Mg-Ce三元合金镀层 |
4.1.1 Co-Mg-Ce在低共熔溶剂中的电化学行为 |
4.1.2 Co-Mg-Ce合金镀层的制备 |
4.1.3 Co-Mg-Ce合金镀层的表征 |
4.1.4 Co-Mg-Ce合金镀层的性能研究 |
4.2 Co-Mg-Sm三元合金镀层 |
4.2.1 Co-Mg-Sm在低共熔溶剂中的电化学行为 |
4.2.2 Co-Mg-Sm合金镀层的制备 |
4.2.3 Co-Mg-Sm合金镀层的表征 |
4.2.4 Co-Mg-Sm合金镀层的性能研究 |
4.3 Co-Mg-Ho三元合金镀层 |
4.3.1 Co-Mg-Ho在低共熔溶剂中的电化学行为 |
4.3.2 Co-Mg-Ho合金镀层的制备 |
4.3.3 Co-Mg-Ho合金镀层的表征 |
4.3.4 Co-Mg-Ho合金镀层的性能研究 |
4.4 Co-Ni合金镀层 |
4.4.1 Co-Ni在镀液中的电化学行为 |
4.4.2 Co-Ni合金镀层的表征 |
4.5 本章小结 |
第五章 Ni掺杂稀土镁合金镀层 |
5.1 Co-Ni-Mg-Ce四元合金镀层 |
5.1.1 Co-Ni-Mg-Ce在低共熔溶剂中的电化学行为 |
5.1.2 Co-Ni-Mg-Ce四元合金镀层的制备 |
5.1.3 Co-Ni-Mg-Ce四元合金镀层的耐蚀性研究 |
5.2 Co-Ni-Mg-Sm四元合金镀层 |
5.2.1 Co-Ni-Mg-Sm在低共熔溶剂中的电化学行为 |
5.2.2 Co-Ni-Mg-Sm四元合金镀层的制备 |
5.2.3 合金镀层组分对耐蚀性能影响 |
5.3 Co-Ni-Mg-Ho四元合金镀层 |
5.3.1 Co-Ni-Mg-Ho在低共熔溶剂中的电化学行为 |
5.3.2 Co-Ni-Mg-Ho四元合金镀层的制备及表征 |
5.3.3 Co-Ni-Mg-Ho四元合金镀层的Tafel测试 |
5.3.4 含钬元素的镁合金镀层在NaCl溶液中的耐蚀性研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(9)熔盐电解制备稀土钴合金及其电化学行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 熔盐电解法制备稀土材料 |
1.2 熔盐电解简介 |
1.2.1 熔盐简介 |
1.2.2 熔盐电解 |
1.3 稀土元素性质及其应用 |
1.4 金属钴的性质、制备方法及研究进展 |
1.4.1 金属钴的性质及钴合金 |
1.4.2 钴合金的应用 |
1.4.3 钴及钴合金的生产 |
1.5 本文研究的意义及主要内容 |
1.5.1 本文研究的意义 |
1.5.2 本文主要研究内容 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 主要试剂 |
2.2 试验装置 |
2.2.1 熔盐体系 |
2.2.2 三电极体系 |
2.2.3 电解池 |
2.3 电化学实验测试方法 |
2.3.1 循环伏安法 |
2.3.2 方波伏安 |
2.3.3 开路计时电位法 |
2.3.4 计时电位法 |
2.3.5 计时电流法 |
2.4 钴基合金表征 |
2.4.1 X射线衍射(XRD)分析 |
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.5 本章小结 |
第3章 Ce(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)在钴阴极上的平衡电位研究与Co-Ce、Co-Pr合金的制备 |
3.1 引言 |
3.2 LiCl-KCl熔盐体系中Co(Ⅱ)在Mo电极上的电化学曲线 |
3.2.1 循环伏安曲线 |
3.2.2 Co(Ⅱ)/Co(0)可逆性判断及扩散系数计算 |
3.2.3 方波伏安曲线及开路计时电位曲线 |
3.3 LiCl-KCl熔盐体系中Ce(Ⅲ)在Mo电极上的电化学曲线 |
3.3.1 循环伏安曲线 |
3.3.2 Ce(Ⅲ)/Ce(0)可逆性判断及计算扩散系数 |
3.3.3 方波伏安曲线 |
3.4 LiCl-KCl-CeCl_3-CoCl_2熔盐体系电化学曲线 |
3.4.1 循环伏安曲线 |
3.4.2 方波伏安曲线 |
3.4.3 开路计时电位曲线 |
3.5 LiCl-KCl熔盐体系中Pr(Ⅲ)在Mo电极上的电化学曲线 |
3.5.1 循环伏安曲线 |
3.5.2 Pr(Ⅲ)/Pr(0)可逆性判断及计算扩散系数 |
3.5.3 方波伏安曲线及开路计时电位曲线 |
3.6 LiCl-KCl-PrCl_3-CoCl_2熔盐体系电化学曲线 |
3.6.1 循环伏安曲线 |
3.6.2 方波伏安曲线 |
3.6.3 开路计时电位曲线 |
3.7 恒电位电解制备Co-Ce、Co-Pr合金 |
3.7.1 共沉积制备Co-Ce合金 |
3.7.2 共沉积制备Co-Pr合金 |
3.8 本章小结 |
第4章 部分稀土元素在钴电极上平衡电位测量及对应合金制备 |
4.1 引言 |
4.2 Gd(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)和Er(Ⅲ)在LiCl-KCl熔盐体系中的电化学曲线 |
4.2.1 循环伏安曲线 |
4.2.2 Gd(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)和Er(Ⅲ)还原过程可逆性判断及扩散系数计算 |
4.2.3 方波伏安曲线 |
4.3 LiCl-KCl-CoCl_2-RECl_3(RE=Gd、Dy、Er)熔盐体系电化学曲线 |
4.3.1 循环伏安曲线 |
4.3.2 方波伏安曲线 |
4.3.3 开路计时电位曲线 |
4.3.4 计时电位曲线 |
4.3.5 计时电流曲线 |
4.4 Sm(Ⅲ)LiCl-KCl熔盐体系中的电化学曲线 |
4.4.1 循环伏安曲线 |
4.4.2 Sm(Ⅲ)还原过程可逆性判断及扩散系数计算 |
4.4.3 方波伏安曲线 |
4.5 Yb(Ⅲ)在LiCl-KCl熔盐体系中的电化学行为 |
4.5.1 循环伏安曲线 |
4.5.2 Yb(Ⅲ)/Yb(Ⅱ)可逆性判断及扩散系数计算 |
4.5.3 方波伏安曲线及转移电子数计算 |
4.6 LiCl-KCl-CoCl_2-RECl_3(RE=Sm、Yb)熔盐体系电化学曲线 |
4.6.1 循环伏安曲线 |
4.6.2 方波伏安曲线 |
4.6.3 开路计时电位曲线 |
4.6.4 计时电位曲线 |
4.6.5 计时电流曲线 |
4.7 恒电位电解制备钴基合金 |
4.7.1 共沉积制备Co-Sm合金 |
4.7.2 共沉积制备Co-Gd合金 |
4.7.3 共沉积制备Co-Dy合金 |
4.7.4 共沉积制备Co-Er合金 |
4.7.5 共沉积制备Co-Yb合金 |
4.8 本章小结 |
第5章 稀土元素在钴电极上平衡电位递变规律 |
5.1 引言 |
5.2 构建数学模型 |
5.3 稀土元素在钴阴极上沉积的递变规律公式的验证 |
5.3.1 LiCl-KCl-CoCl_2-RECl_3(RE=La、Nd、Ho)熔盐体系循环伏安曲线 |
5.3.2 LiCl-KCl-CoCl_2-RECl_3(RE=La、Nd、Ho)熔盐体系方波伏安曲线 |
5.3.3 LiCl-KCl-CoCl_2-RECl_3(RE=La、Nd、Ho)熔盐体系开路计时电位曲线 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(10)熔盐电解法制备铈镍、钕镍、镁镍、镝铋合金及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 稀土及稀土合金 |
1.2.1 稀土简介 |
1.2.2 镍及RE-Ni合金 |
1.2.3 Dy-Bi合金 |
1.3 镁及镁合金 |
1.4 熔盐电解 |
1.4.1 熔盐及熔盐电解 |
1.4.2 熔盐电解法制备RE-Ni合金的研究现状 |
1.5 本文选题的意义及主要研究内容 |
1.5.1 选题的意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第2章 实验药品、仪器和测试方法 |
2.1 实验药品和仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 电解装置 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 实验准备及合金处理 |
2.2.2 测试方法 |
2.2.3 表征方法 |
2.3 本章小结 |
第3章 Ce-Ni、Ce-Y-Ni合金制备及表征 |
3.1 引言 |
3.2 Ce (Ⅲ)在W电极上的电化学行为 |
3.2.1 循环伏安(Cyclic voltammetry,CV) |
3.2.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
3.2.3 计时电位(Chronopotentiometry,CP) |
3.2.4 计时电流(Chronoamperometry,CA)及Ce的形核、长大机制 |
3.2.5 开路计时电位及热力学计算 |
3.2.6 交换电流密度及相关动力学参数的计算 |
3.3 Y(Ⅲ)在W电极上的电化学行为的研究 |
3.3.1 循环伏安(Cyclic voltammetry, CV) |
3.3.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
3.3.3 开路计时电位及热力学计算 |
3.3.4 交换电流密度及相关动力学参数的计算 |
3.4 YCl_3对Ce(Ⅲ)电化学行为的影响 |
3.4.1 循环伏安(Cyclic voltammetry, CV) |
3.4.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
3.4.3 开路计时电位曲线(Open-circuit chronopotentiometry,OCP) |
3.5 Ce(Ⅲ)离子在Ni电极上的电化学行为 |
3.5.1 循环伏安、阳极溶出伏安及方波伏安(CV, ASV and SWV) |
3.5.2 形核机理及形貌 |
3.5.3 开路计时电位及热力学计算 |
3.6 Y(Ⅲ)在Ni电极上的电化学行为研究 |
3.7 沉积电位选择与CeNi_x,CeY_xNi_y合金的电解制备与表征 |
3.7.1 CeNi_x平衡电位-组成相图的绘制及规律性总结 |
3.7.2 CeNi_x合金的制备与表征 |
3.7.3 CeY_xNi_y合金的制备与表征 |
3.8 本章小结 |
第4章 Nd-Ni合金的制备及表征 |
4.1 引言 |
4.2 Nd (Ⅲ)在W电极上的电化学行为的研究 |
4.2.1 循环伏安(Cyclic voltammetry, CV) |
4.2.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
4.2.3 开路计时电位及热力学计算 |
4.2.4 交换电流密度及相关动力学参数的计算 |
4.3 Nd(Ⅲ)在Ni电极上的电化学行为 |
4.3.1 循环伏安、阳极溶出伏安(CV and ASV) |
4.3.2 方波伏安、计时电流(SWV and CA) |
4.3.3 开路计时电位 |
4.4 沉积电位选择与NdNix合金的电解制备 |
4.4.1 NdNi_x平衡电位-组成相图的绘制及规律性总结 |
4.4.2 NdNi_x合金的电解制备与表征 |
4.5 本章小结 |
第5章 Mg-Ni合金的制备及表征 |
5.1 引言 |
5.2 Mg(Ⅱ)在W电极上的电化学行为的研究 |
5.2.1 循环伏安(Cyclic voltammetry, CV) |
5.2.2 开路计时电位曲线(Open-circuit chronopotentiometry, OCP) |
5.3 Mg(Ⅱ)在Ni电极上的电化学行为研究 |
5.3.1 循环伏安(Cyclic voltammetry, CV) |
5.3.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
5.3.3 计时电位(Chronopotentiometry, CP) |
5.3.4 计时电流(Chronoamperometry. CA) |
5.3.5 开路计时电位及热力学计算 |
5.4 Mg_2Ni、MgNi_2合金的电解制备与表征 |
5.5 本章小结 |
第6章 Dy-Bi合金的制备及表征 |
6.1 引言 |
6.2 Dy(Ⅲ)在Bi膜电极上的电化学行为研究 |
6.2.1 循环伏安(Cyclic voltammetry,CV) |
6.2.2 方波伏安(Square wave voltammetry, SWV) |
6.2.3 计时电位(Chronopotentiometry,CP) |
6.2.4 开路计时电位及热力学计算 |
6.3 DyBi_x合金的电解制备与表征 |
6.4 本章小结 |
第7章 熔盐电解制备RE(Ce、Nd)-Ni合金过程中RE(Ce、Nd)离子浓度的在线检测 |
7.1 引言 |
7.2 熔盐电解制备Ce-Ni合金过程中Ce(Ⅲ)离子浓度的在线检测 |
7.3 熔盐电解制备Nd-Ni合金过程中Nd(Ⅲ)浓度的在线检测 |
7.4 本章小结 |
结论 |
论文的创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
四、稀土(La,Nd,Sm)化合物对电沉积Ni-Co合金的影响(论文参考文献)
- [1]稀土对金属电沉积过程及沉积层性能影响的研究现状[J]. 徐仰涛,王雅宁. 中国有色金属学报, 2021(05)
- [2]CaCl2-NaCl体系熔盐电解制备Nd-Mg、Nd-Zn合金电化学机理研究[D]. 黄晶明. 江西理工大学, 2021(01)
- [3]稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用[D]. 王雅宁. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]镍-钴基稀土复合催化剂的制备及其电催化析氢性能的研究[D]. 朱云娜. 青海师范大学, 2021(09)
- [5]低共熔溶剂中电沉积钴基镍基稀土镁合金及性能研究[D]. 杜婵. 青海师范大学, 2021(09)
- [6]高性能烧结钕铁硼电沉积工艺研究[D]. 李一. 北京工业大学, 2020(07)
- [7]钙钛矿改性RuO2材料的制备及其析氧性能研究[D]. 李帅. 福建工程学院, 2020
- [8]低共熔溶剂中稀土镁合金镀层的电沉积[D]. 熊彤彤. 青海师范大学, 2020
- [9]熔盐电解制备稀土钴合金及其电化学行为研究[D]. 李翔宇. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]熔盐电解法制备铈镍、钕镍、镁镍、镝铋合金及机理研究[D]. 王珊珊. 哈尔滨工程大学, 2019(04)