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氮化钛薄膜改良的种植覆盖义齿球帽附着体耐磨损的研究

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氮化钛薄膜改良的种植覆盖义齿球帽附着体耐磨损的研究

作者：赵路遥郑州大学

学位级别：硕士

目的:本实验采用直流磁控离子溅射技术在口腔临床用种植覆盖义齿球帽附着体的阳性钛球表面镀氮化钛薄膜,并在疲劳试验机上进行循环摘戴,测定球帽附着体在10,100,300,600,1000,2000,3000,4000,5000次时的固位力,绘制固位力衰减曲线,电子... 详细信息

目的:本实验采用直流磁控离子溅射技术在口腔临床用种植覆盖义齿球帽附着体的阳性钛球表面镀氮化钛薄膜,并在疲劳试验机上进行循环摘戴,测定球帽附着体在10,100,300,600,1000,2000,3000,4000,5000次时的固位力,绘制固位力衰减曲线,电子显微镜扫描表面形貌等方法,对改性后球帽附着体的耐磨损,耐腐蚀性能进行评价,以期为通过表面镀氮化钛薄膜延长钛球的临床使用寿命提供实验研究基础和理论依据。方法:1.将10对附着体均分为对照组和实验组,采用直流磁控离子溅射技术在实验组阳性钛球表面均匀沉积一层约几十纳米的氮化钛薄膜。2.将球帽附着体用自制的试件固定在电磁式单轴疲劳试验机上进行循环摘戴实验,测定预设次数时的固位力,绘制固位力衰减曲线。3.将对照组和实验组的球帽附着体初始固位力和各预设定次数时的固位力进行统计学分析（p＜0.05有统计学意义）。4.用电子显微镜将实验前,后的阳性钛球和阴性弹性部件进行扫描,观察表面的变化情况。结果:1.镀膜后肉眼观察阳性钛球成金黄色,表面磨痕变得不明显,电镜下表面质地均匀。2.镀膜前后球帽附着体的初始固位力（10次时）无明显改变,统计学分析无显著性差异（p=0.068＞0.05）。3.镀氮化钛膜的实验组在300,600,1000,2000,3000,4000,5000次时固位力值大于对照组,统计学分析有显著性差异（p＜0.05）。4.疲劳实验结束后电镜下观察未镀膜组原有磨痕消失,产生了新的磨痕,镀膜组原有磨痕未见明显变化,仅出现了部分磨痕断裂。5.通过绘制的固位力衰减曲线发现,对照组和实验组的固位力都随循环次数的增加而降低,在前600次循环脱位过程中下降较快,而600次到5000次固位力下降平缓,两者之间的固位力差异变得明显。结论:1.对球帽附着体的阳性钛球表面进行镀氮化钛薄膜后延缓了球帽附着体的固位力衰减速度,延长了球帽附着体的临床使用寿命。2.绘制的固位力衰减曲线显示球帽附着体的固位力衰减变化情况与临床上球帽附着体覆盖义齿的使用情况有一定的相关性,对临床有一定的指导意义。3.电镜扫描显示镀氮化钛薄膜提高了球帽附着体阳性钛球的耐磨损性能,阴型O型圈的磨损改变相对较小。

关键词：氮化钛磁控溅射种植覆盖义齿球帽附着体固位力衰减耐磨损

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氮化钛负载非贵金属催化剂的氧还原性能研究

氮化钛负载非贵金属催化剂的氧还原性能研究

作者：范淑慧广州大学

学位级别：硕士

质子交换膜燃料电池作为一种清洁、高效的能量转换装置,具有操作方便、响应速度快、以及安装地点灵活等优点,可广泛应用于汽车、家用电器等。然而,质子交换膜燃料电池的商业化进程却因为催化剂的价格昂贵、稳定性差等原因迟迟未能实现,... 详细信息

质子交换膜燃料电池作为一种清洁、高效的能量转换装置,具有操作方便、响应速度快、以及安装地点灵活等优点,可广泛应用于汽车、家用电器等。然而,质子交换膜燃料电池的商业化进程却因为催化剂的价格昂贵、稳定性差等原因迟迟未能实现,而阴极的氧还原催化剂更是研究的重中之重。目前所使用的最为广泛的是贵金属催化剂(如Pt/C),但由于金属Pt资源有限,且价格十分高昂,使得研究新型的、价格低廉的、稳定性高的氧还原催化剂成为了新一轮的研究热点之一。本论文旨在使用价格低廉的非贵金属,制备出具有良好氧还原活性的质子交换膜燃料电池阴极催化剂。文中采用具有高导电率以及耐腐蚀性好的纳米氮化钛作为载体,分别负载钴钼、铁钼金属,运用改进的溶胶—凝胶方法,在NH3气氛中还原得到氮化钛负载的钴钼/铁钼催化剂,并研究了其氧还原催化活性。其中,氮化钛负载的钴钼催化剂Co-Mo-N/TiN,钴钼金属的原料比例为nCo:nMo=1:1时,热处理温度为650℃得到的催化剂在酸性介质中的氧还原活性为最佳,氧还原的起始电位为0.372 V(vs.SCE),极限电流密度达2.215 mA·cm-2。此外,在相同的条件下比较了以导电炭黑(Vulcan XC-72)和纳米氮化钛为载体的催化剂的氧还原活性,得到以TiN为载体的Co-Mo-N/TiN在酸性条件下的活性更好。为进一步研究Co-Mo-N/TiN催化剂的稳定性,在80℃的0.5 mol·L-1H2SO4溶液中浸泡催化剂24h后测试了其氧还原的活性,结果显示,酸处理后的催化剂仍保持了良好的氧还原活性且稳定性良好。通过HRTEM测试可知Co-Mo-N在载体上的分布均匀,结合XRD和EDS分析,得到Co-Mo-N/TiN催化剂的主要组成为Co2N、Mo N和TiN,由于载体TiN与金属氮化物Co2N、Mo N间的协同作用,使得催化剂Co-Mo-N/TiN表现出优越于Co-Mo-N的氧还原性能。采用与Co-Mo-N/TiN催化剂相同的方法,制备了氮化钛负载铁钼催化剂Fe-Mo-N/TiN,并研究催化剂的氧还原活性。经EDS测试催化剂中的Fe、Mo含量较低,结合XRD与HRTEM分析,得到Fe-Mo-N/TiN催化剂的主要组成为Fe8N、Fe2O3、Mo5N6、Mo O3和TiN。氧还原活性测试结果显示,铁钼金属比例为nFe:nMo=2:1,金属负载量为10%,热处理温度为700℃,制备的催化剂的氧还原活性为最好,起始电位为0.445 V(vs.SCE),极限电流密度达2.898 mA·cm-2,氧还原的电子转移数为3.12,说明该样品上的氧还原反应主要是按四电子的路径进行的。

关键词：氮化钛非贵金属氧还原

氮化钛修饰石墨毡作为全钒液流电池负极的研究

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氮化钛修饰石墨毡作为全钒液流电池负极的研究

作者：孔丽瑶浙江工业大学

学位级别：硕士

全钒液流电池是一种新型的绿色二次电池,具有容量独立、安全性高、寿命长等优点,在电网调峰系统和大规模光电、风电转换系统中得到应用。由于受到电极材料和隔膜的影响,全钒液流电池的开发仍未达到理想的大规模应用的要求。本文制备了... 详细信息

全钒液流电池是一种新型的绿色二次电池,具有容量独立、安全性高、寿命长等优点,在电网调峰系统和大规模光电、风电转换系统中得到应用。由于受到电极材料和隔膜的影响,全钒液流电池的开发仍未达到理想的大规模应用的要求。本文制备了氮化钛修饰的石墨毡电极,研究其作为全钒液流电池负极的性能。首先,将商用的氮化钛纳米颗粒沉积在玻碳电极上制成TiN(c)/GC电极,研究其对V/V氧化还原电对的电化学性能。结果表明,氮化钛(TiN)对V/V氧化还原电对具有准可逆特性和较高的电催化性能。然后,将商用的氮化钛纳米颗粒负载于石墨毡上制成TiN(c)/GF电极,用作全钒液流电池的负极进行恒电流充放电测试。结果表明,TiN(c)/GF的初始充电容量为688.1 mAh,达到理论容量的85.6%,比石墨毡电极提高了11%。采用四氯化钛超声浸渍法制得二氧化钛修饰的石墨毡TiO(s)/GF,随后通过氨氮高温还原为氮化钛修饰的石墨毡TiN(s)/GF,将其作为全钒液流电池的负极进行恒电流充放电测试。结果表明,TiN(s)/GF的初始充电容量为699.9 mAh,达到理论容量的87.1%,比石墨毡电极提高了34%。在上述研究工作的基础上,论文采用水热法在石墨毡上修饰二氧化钛纳米线,随后通过氨氮高温还原为氮化钛纳米线,制得氮化钛修饰的石墨毡TiN NWs@GF,制备工艺的优化条件为水热反应温度150℃,反应时间8 h,氨氮高温还原时的氨气气流与样品成90°,热处理温度850℃。利用扫描电镜、X射线衍射分析、X射线光电子能谱等材料测试方法对制备的样品进行结构表征。结果表明,TiN NWs直立生长在石墨毡的表面,长度约为4μm,宽度约为500 nm,垂直放置的样品中Ti—O键和O—Ti—N键的峰面积比率比水平放置降低了5.2%和6.5%,而Ti-N键的峰面积比率提高了11.7%。将制得的TiN NWs@GF电极组装在圆柱形电池中,初始放电容量为591.1 mA?h,达到理论放电容量的73.5%,比原始石墨毡提高20.8%,经循环测试后容量保留率为84.6%。

关键词：氮化钛负极 V3+/V2+ 电化学性能钒电池

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MEMS氮化钛谐振式压力传感器研究

传感器与微系统 2010年第1期29卷 36-38页

作者：杨川郭灿西安交通大学机械工程学院精密工程研究所陕西西安710049

提出了一种基于TiN双谐振梁结构的MEMS谐振式压力传感器,利用TiN谐振梁的谐振频率与被测压力的关系进行压力测量。针对传感器的敏感结构建立了数学模型,通过理论分析和ANSYS有限元软件的模拟,得出了谐振梁长度的变化范围和谐振梁的结构... 详细信息

提出了一种基于TiN双谐振梁结构的MEMS谐振式压力传感器,利用TiN谐振梁的谐振频率与被测压力的关系进行压力测量。针对传感器的敏感结构建立了数学模型,通过理论分析和ANSYS有限元软件的模拟,得出了谐振梁长度的变化范围和谐振梁的结构参数,并确定了TiN谐振梁在矩形压力膜上方的最佳位置。这对传感器的结构设计具有重要的指导意义。

关键词：微机电系统氮化钛敏感结构位置优化谐振式压力传感器

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铬掺杂的金属极板氮化钛膜层制备及性能

机械设计与研究 2015年第6期31卷 31-33,53页

作者：蔚林易培云彭林法上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

燃料电池金属极板迫切需要提高导电性和耐腐蚀性。本文运用非平衡磁控溅射离子镀(CFUBMSIP)工艺对316L不锈钢双极板进行表面改性。以氮化钛为基础膜系,掺入铬元素制备钛铬氮膜;通过SEM、XRD和XPS等分析方法揭示铬元素掺杂对氮化钛物相... 详细信息

燃料电池金属极板迫切需要提高导电性和耐腐蚀性。本文运用非平衡磁控溅射离子镀(CFUBMSIP)工艺对316L不锈钢双极板进行表面改性。以氮化钛为基础膜系,掺入铬元素制备钛铬氮膜;通过SEM、XRD和XPS等分析方法揭示铬元素掺杂对氮化钛物相和成分影响规律;最后对铬钛氮膜导电性和耐腐蚀性能开展实验研究。研究表明,当钛铬比例为3:1时所得钛铬氮膜具有最优性能。

关键词：氮化钛掺杂铬金属双极板耐腐蚀性导电性

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IF钢连铸坯中非金属夹杂物分布

河北冶金 2024年

作者：王博辰任英邝霜单庆林潘宏伟路博勋石晓伟张立峰北京科技大学冶金与生态工程学院河钢集团唐钢公司北方工业大学机械与材料工程学院

为探究IF钢连铸坯厚度方向夹杂物的连续分布规律，对连铸坯断面进行了连续电镜扫描检测。结果表明，连铸坯中夹杂物主要有TiN、Al2O3和Al-Ti-O三类，TiN与Al-Ti-O类夹杂物主要在靠近表面处较多，且尺寸较小，随着向中心靠近数密度逐渐... 详细信息

为探究IF钢连铸坯厚度方向夹杂物的连续分布规律，对连铸坯断面进行了连续电镜扫描检测。结果表明，连铸坯中夹杂物主要有TiN、Al2O3和Al-Ti-O三类，TiN与Al-Ti-O类夹杂物主要在靠近表面处较多，且尺寸较小，随着向中心靠近数密度逐渐降低，平均尺寸逐渐增大；Al2O3夹杂物整体分布较为均匀，粒径大于5 μm和10 μm的Al2O3夹杂物主要分布在内弧表层。对凝固冷却过程中夹杂物的演变行为进行了热力学计算，凝固前夹杂物主要为Al2O3，凝固冷却过程中析出TiN，最终的夹杂物为Al2O3和TiN。通过计算TiN析出时的温度和凝固率可以发现，随着钢中T.N含量从15 ppm增加35 ppm，TiN的析出温度从1515℃提高至1535℃，临界析出凝固率从0.89降低至0.79。

关键词： IF钢铸坯氮化钛析出温度凝固率

脉冲高能量密度等离子体沉积氮化钛膜的结合强度

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金属学报 1994年第11期30卷 B503-B507页

作者：阎鹏勋杨思泽陈熙琛中国科学院物理研究所

本文用脉冲高能量密度等离子体技术，在室温条件下，成功地在ＧＣｒ１５钢表面沉积了性能良好的氮化钛薄膜。用自动划痕试验仪测量了氮化钛薄膜的结合强度。研究结果表明：表征薄膜结合强度的临界载荷有相当高的值；氮化钛薄膜的临界载... 详细信息

本文用脉冲高能量密度等离子体技术，在室温条件下，成功地在ＧＣｒ１５钢表面沉积了性能良好的氮化钛薄膜。用自动划痕试验仪测量了氮化钛薄膜的结合强度。研究结果表明：表征薄膜结合强度的临界载荷有相当高的值；氮化钛薄膜的临界载荷随脉冲轰击次数、内外电极的电压变化而变化。对沉积膜结合强度的这些变化给予了理论上的解释与讨论。

关键词：脉冲等离子体氮化钛结合强度沉积薄膜

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双离子束沉积氮化钛技术在模具上的应用

真空 1992年第5期29卷 1-9页

作者：王晓光陈宝清机械电子部沈阳真空技术研究所沈阳市110042 大连理工大学材料系

采用双离子束动态混合技术，对模具材料的表面进行改性处理。经测试发现，材料表面经该技术改性处理后，显微硬度和抗磨损性能均有很大提高。现场使用表明，经该技术处理后的模具，其使用寿命较未经处理模具的使用寿命，提高２—４倍... 详细信息

采用双离子束动态混合技术，对模具材料的表面进行改性处理。经测试发现，材料表面经该技术改性处理后，显微硬度和抗磨损性能均有很大提高。现场使用表明，经该技术处理后的模具，其使用寿命较未经处理模具的使用寿命，提高２—４倍．使用俄歇（ＡＥＳ）、Ｘ射线（Ｘ－ｒａｙ）和透射电镜（ＴＥＭ）技术对改性层的主要元素分布，含量及其成份和结构进行了分析，并讨论了该双离子束混合技术对材料表面改性的机理．

关键词：离子束沉积模具氮化钛

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镍基纳米氮化钛复合镀层的超声辅助电沉积

电镀与涂饰 2011年第3期30卷 4-6页

作者：代梅王金东马春阳焦金龙张喆季福彬东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

采用超声辅助电沉积法,在45钢上制备了Ni基纳米TiN复合镀层。研究了纳米TiN浓度、阴极电流密度和超声功率对复合镀层耐磨性的影响。通过正交试验优选出了制备Ni基TiN纳米复合镀层的最佳工艺条件:镀液中TiN质量浓度5g/L,阴极电流密度4A/d... 详细信息

采用超声辅助电沉积法,在45钢上制备了Ni基纳米TiN复合镀层。研究了纳米TiN浓度、阴极电流密度和超声功率对复合镀层耐磨性的影响。通过正交试验优选出了制备Ni基TiN纳米复合镀层的最佳工艺条件:镀液中TiN质量浓度5g/L,阴极电流密度4A/dm2,超声功率200W,镀液温度50～60°C,pH4.0～4.5,十二烷基硫酸钠质量浓度0.1g/L。

关键词：镍氮化钛纳米复合镀层电沉积超声波耐磨性