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锡掺杂与类石墨氮化碳共改性赤铁矿用于304SS光生阴极保护

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西北师范大学学报（自然科学版） 2023年第2期59卷 96-103页

作者：郭惠霞王晓童左甜杨田西北师范大学化学化工学院甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室甘肃兰州730070

光生阴极保护技术是一种将阴极保护机理和半导体光电特性相结合的新型环保防腐策略.赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))是很有前途的光阳极材料,但是纯α-Fe_(2)O_(3)光阳极的空穴扩散长度短和光生e^(-)-h^(+)对的复合率较高等问题限制了其在光电... 详细信息

光生阴极保护技术是一种将阴极保护机理和半导体光电特性相结合的新型环保防腐策略.赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))是很有前途的光阳极材料,但是纯α-Fe_(2)O_(3)光阳极的空穴扩散长度短和光生e^(-)-h^(+)对的复合率较高等问题限制了其在光电化学领域的应用.文中使用锡(Sn)掺杂和类石墨氮化碳(C_(3)N_(4))共同对赤铁矿进行改性.结果表明,复合光阳极FTO/CCNS/Sn-Fe_(2)O_(3)与304不锈钢(304SS)耦合后,在模拟光照下开路电位(OCP)进一步下降至-575 mV,电化学阻抗明显减小.该策略促进了载流子的传输,抑制了光生载流子的复合,可以为赤铁矿用于304SS光生阴极保护提供参考.

关键词：腐蚀赤铁矿光生阴极保护锡掺杂类石墨氮化碳

基于OBE理念的“专创融合”教学改革研究——以化工安全与环保课程为例

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甘肃科技 2022年第16期38卷 68-71页

作者：郭惠霞韩振刚唐小华西北师范大学化学化工学院甘肃兰州730070

把创新创业教育融入本科专业课程教育中,培养具有专业素养的创新型人才,是高等教育的新使命。基于成果导向(OBE)理念,以化工安全与环保课程为例,提出了“围绕一个中心,实施两个结合,融入三个元素”的“专创融合”教育模式,促使学生掌握... 详细信息

把创新创业教育融入本科专业课程教育中,培养具有专业素养的创新型人才,是高等教育的新使命。基于成果导向(OBE)理念,以化工安全与环保课程为例,提出了“围绕一个中心,实施两个结合,融入三个元素”的“专创融合”教育模式,促使学生掌握化工安全和环境保护的基础知识,有效提升学生的创新实践能力,为本科生成为具有安全环保意识的工程技术人才提出新的培养策略。

关键词： OBE理念专创融合教学改革化工安全化工环保

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铬酸盐对镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

硅酸盐学报 2011年第9期39卷 1493-1497页

作者：马颖刘楠王宇顺王劲松郭惠霞兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

研究在硅酸盐溶液中添加K2CrO4对AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响。结果表明:在含有K2CrO4的硅酸盐系溶液中进行微弧氧化处理的镁合金表面能够获得黄绿色的氧化膜层,主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4及MgCr2O4等耐蚀物相组成,其中具有尖... 详细信息

研究在硅酸盐溶液中添加K2CrO4对AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响。结果表明:在含有K2CrO4的硅酸盐系溶液中进行微弧氧化处理的镁合金表面能够获得黄绿色的氧化膜层,主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4及MgCr2O4等耐蚀物相组成,其中具有尖晶石结构的MgCr2O4对提高膜层耐蚀性有极大的促进作用,同时它也是使膜层显色的物相;随着K2CrO4含量的增加,膜层厚度变化不明显,但颜色逐渐加深;并且膜层表面形貌表现出"火山堆"封闭微孔的微观特征;添加微量K2CrO4(0.4 g/L)可以显著提高膜层的耐蚀性,其腐蚀电流已减小至1.804×10-9 A/cm2,比基体的降低了4个数量级,而膜层的极化电阻已提高到2.04×107Ω/cm2,比基体的提高了5个数量级。

关键词：铬酸钾镁合金添加剂微弧氧化着色耐蚀性

生长速率对镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2017年第9期46卷 2399-2404页

作者：董海荣马颖王晟赵晓鑫郭惠霞郝远兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1,5,15和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观... 详细信息

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1,5,15和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观结构及耐蚀性进行定性及定量研究,从实验室研究及实际应用角度对不同生长速率的各膜层进行综合对比分析。结果表明,生长速率对膜层的表面孔隙率、微孔的尺寸及数量,膜层的质量及质量厚度比,以及膜层耐蚀性均有较大的影响,但对膜层中的成分及元素分布基本无影响;在工业应用中,膜层生长速率的选择,应将膜层的生产效率和膜层性能统筹考量,本研究中生长速率为15μm/min的膜层显示出这样的优势。

关键词：镁合金微弧氧化生长速率微观结构耐蚀性

低共熔溶剂中电化学剥离制备GO及脉冲电沉积Ni-GO复合镀层性能研究

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表面技术 2020年第3期49卷 224-233页

作者：郭惠霞安景花梁军西北师范大学化学化工学院甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室兰州730070 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000

目的在低共熔溶剂中实现电化学剥离制备氧化石墨烯(GO)及电沉积制备Ni-GO复合镀层,提高Ni镀层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。方法以石墨棒为阴极,铂片为阳极,低共熔溶剂为电解液,采用直流电源电化学剥离石墨制备氧化石墨烯纳米片(GO),然后在... 详细信息

目的在低共熔溶剂中实现电化学剥离制备氧化石墨烯(GO)及电沉积制备Ni-GO复合镀层,提高Ni镀层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。方法以石墨棒为阴极,铂片为阳极,低共熔溶剂为电解液,采用直流电源电化学剥离石墨制备氧化石墨烯纳米片(GO),然后在此电解液中,采用脉冲电沉积的方式制备Ni-GO复合镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子电镜(TEM)、紫外分光光度计(UV)、红外光谱仪(IR)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD),表征GO的结构和组成。采用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层的表面形貌,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析镀层的结构特征。采用电化学工作站、纳米压痕仪和摩擦磨损实验机分析镀层的耐腐蚀性能、机械性能和摩擦磨损性能。结果采用电化学剥离法在低共熔溶剂中成功制备了GO,GO呈现大的片层状结构,表面存在褶皱,边缘弯曲,上下表面层含有大量羟基和环氧基。性能检测表明,Ni-GO复合镀层的腐蚀电流密度由纯Ni镀层的6.10×10^-5 A/cm^2降低为5.78×10^-7 A/cm^2,硬度由纯Ni镀层的(8.95±0.43)GPa提高到(13.75±0.75)GPa,弹性模量由纯Ni镀层的(184.55±8.12)GPa提高到(201.38±11.20)GPa,摩擦系数由纯Ni镀层的0.72降低为0.56,磨损率比纯Ni镀层降低了35.16%。结论在低共熔溶剂中实现了电化学剥离石墨制备GO,并用于Ni-GO金属基复合镀层一步制备的电化学途径,为均匀分散的氧化石墨烯的制备和金属基复合镀层的制备提供了新的方法。以此为电解液制备的Ni-GO复合镀层相比于纯Ni镀层,其晶粒细化,耐腐蚀性能增强,机械性能提高,摩擦系数减小,耐磨性能增强。

关键词：低共熔溶剂电化学剥离氧化石墨烯 Ni-GO复合镀层脉冲电沉积

不同加压方式下镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的变化规律

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稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1656-1661页

作者：董海荣马颖郭惠霞王劲松郝远兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050

在硅酸盐体系电解液中采用恒压、变压两种加压方式对AZ91D镁合金进行不同时间的微弧氧化处理,研究膜层的厚度、表面形貌、物相组成及耐蚀性随时间的变化规律,对膜层中微孔的大小、数量及表面孔隙率进行定量统计,比较两加压方式下膜层的... 详细信息

在硅酸盐体系电解液中采用恒压、变压两种加压方式对AZ91D镁合金进行不同时间的微弧氧化处理,研究膜层的厚度、表面形貌、物相组成及耐蚀性随时间的变化规律,对膜层中微孔的大小、数量及表面孔隙率进行定量统计,比较两加压方式下膜层的差异。结果表明:两加压方式下,膜层结构随时间的变化规律基本相同,其变化幅度在变压方式下相对较大;随着处理时间的增加,膜层的厚度不断增大,微孔数量不断减少,较大微孔不断增多,表面孔隙率不断增大,而物相组成却不变;恒压方式下膜层的耐蚀性不断增强,变压方式下则先增大后减小;与变压方式相比,恒压方式下膜层生长前期的生长速率较大,更有利于工业化生产。

关键词：镁合金微弧氧化加压方式微观结构耐蚀性

CrN/CrAlSiN涂层海水环境下的摩擦学性能

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中国表面工程 2017年第2期30卷 63-70页

作者：刘孟奇郭惠霞王永欣李金龙鲁侠西北师范大学甘肃生物电化学与环境分析重点实验室兰州730070 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江宁波315201

为提高海洋装备摩擦零部件的摩擦学性能,采用多弧离子镀技术在316L不锈钢上制备了CrN/CrAlSiN涂层。通过XRD、XPS表征涂层的物相及成分,SEM和TEM表征涂层的形貌和微观结构,并用纳米压痕仪测试其硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在大气和... 详细信息

为提高海洋装备摩擦零部件的摩擦学性能,采用多弧离子镀技术在316L不锈钢上制备了CrN/CrAlSiN涂层。通过XRD、XPS表征涂层的物相及成分,SEM和TEM表征涂层的形貌和微观结构,并用纳米压痕仪测试其硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在大气和海水环境中的摩擦磨损性能进行测试。结果表明:CrN/CrAlSiN涂层的微观结构主要有CrN相、AlN相以及非晶态Si_3N_4包裹CrN、AlN相,(111)择优取向最为明显;基于微观结构与CrN过渡层的设计,CrAlSiN涂层硬度高达35.5 GPa;较之于316L基底,涂层致密的结构使其在海水环境下表现出更好的耐腐蚀性能;在大气和海水环境下,CrN/CrAlSiN涂层的摩擦因数及磨损率均明显降低,在海水环境下达到最优。

关键词： CrN/CrAlSiN涂层耐腐蚀性能摩擦性能海水

温度对镁合金微弧氧化膜在乙二醇水溶液中腐蚀行为的影响(英文)

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硅酸盐学报 2013年第7期41卷 883-889页

作者：郭惠霞马颖张玉福董海荣郝远兰州理工大学有色金属新材料国家重点实验室培育基地兰州730050 西北师范大学化学化工学院甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室兰州730070

在硅酸盐溶液中,利用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了氧化陶瓷膜。采用动电位极化和电化学阻抗谱的方法,研究AZ91D微弧氧化镁合金微弧氧化膜在含有NaCl的乙二醇水溶液中在不同温度的腐蚀行为,并用扫描电子显微镜观察了试样腐... 详细信息

在硅酸盐溶液中,利用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了氧化陶瓷膜。采用动电位极化和电化学阻抗谱的方法,研究AZ91D微弧氧化镁合金微弧氧化膜在含有NaCl的乙二醇水溶液中在不同温度的腐蚀行为,并用扫描电子显微镜观察了试样腐蚀前后的表面形貌。结果表明:随温度的升高,微弧氧化膜上的乙二醇分子逐步解析,氯离子代替乙二醇分子吸附至MAO膜层表面而导致腐蚀产生。

关键词：腐蚀 AZ91D镁合金温度微弧氧化乙二醇

镁合金微弧氧化膜在Na2SO4溶液中的腐蚀行为

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硅酸盐学报 2013年第3期41卷 382-387页

在硅酸盐电解液中,采用微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了MAO陶瓷膜。利用电化学方法,结合扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了该MAO膜层在0.1mol/L Na2SO4溶液及其与不同浓度的NaCl混合液中的腐蚀行为... 详细信息

在硅酸盐电解液中,采用微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了MAO陶瓷膜。利用电化学方法,结合扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了该MAO膜层在0.1mol/L Na2SO4溶液及其与不同浓度的NaCl混合液中的腐蚀行为。结果表明:镁合金AZ91D表面的MAO膜在Na2SO4溶液中具有较好的耐蚀性;在0.1mol/L Na2SO4+NaCl混合液中,随着添加的Cl-浓度增加,MAO膜层腐蚀速率增加;浸泡初期MAO膜为全面腐蚀,120 h后浸泡在0.1 mol/L Na2SO4+3.5%NaCl混合液中的试样出现点蚀孔。腐蚀产物为Mg4(OH)6SO4.8H2O、MgSO4和Mg(OH)2,当有Cl-存在的溶液中,腐蚀产物还有MgCl2.2H2O出现。

关键词：镁合金微弧氧化膜硫酸钠溶液腐蚀行为