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添加氟对LiCl-KCl熔盐中钒离子电化学行为的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年第8期32卷 2736-2745页

作者：苑锐吕成万贺利李少龙车玉思何季麟宋建勋郑州大学河南省资源与材料工业技术研究院郑州450001 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室昆明650093

利用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱分析含VCl_(3)和KF的LiCl−KCl共晶盐中钒离子的配位化合物形态。研究表明,氟离子会取代氯离子,与V(Ⅲ)结合形成VF_(6)^(3-)。测试F−和Vn+的摩尔浓度比(α)分别为0:1、1:1、2:1、5:1、20:1和50:1条件... 详细信息

利用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱分析含VCl_(3)和KF的LiCl−KCl共晶盐中钒离子的配位化合物形态。研究表明,氟离子会取代氯离子,与V(Ⅲ)结合形成VF_(6)^(3-)。测试F−和Vn+的摩尔浓度比(α)分别为0:1、1:1、2:1、5:1、20:1和50:1条件下钒离子的电化学行为。结果表明,相比未加氟的情况,出现新的还原步骤:VF_(6)^(3-)→V^(2+),钒离子的还原机制变得更加复杂。在LiCl−KCl熔盐中进行6 h电解,金属钒于−2.90 V在钨电极上沉积。SEM−EDS分析结果表明,加入氟离子形成配位化合物VF_(6)^(3-)后,电解产物的粒径减小。

关键词： V(Ⅲ)离子熔盐电化学行为还原机制配位化合物

交变压力对无溶剂环氧涂层在模拟超深海环境下的电化学行为

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中国腐蚀与防护学报 2022年第6期42卷 929-938页

作者：王腾宇张正贵陆卫中吴希革沈阳大学机械工程学院沈阳110018 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315200 大庆庆鲁朗润科技有限公司大庆163316

通过EIS和LEIS对环氧粉末涂层和无溶剂环氧液体涂层分别在模拟超深海环境中0.1~20和0.1~30 MPa交变压力腐蚀环境下浸泡480 h的失效行为进行了研究,分析了超深海交变压力对涂层耐腐蚀性能的影响,并利用SEM观察了浸泡后涂层/Q345钢界面的... 详细信息

通过EIS和LEIS对环氧粉末涂层和无溶剂环氧液体涂层分别在模拟超深海环境中0.1~20和0.1~30 MPa交变压力腐蚀环境下浸泡480 h的失效行为进行了研究,分析了超深海交变压力对涂层耐腐蚀性能的影响,并利用SEM观察了浸泡后涂层/Q345钢界面的表面形貌。研究表明,两种涂层在0.1~30 MPa交变压力作用下涂层的失效过程较为明显,环氧粉末涂层在0.1~30和0.1~20 MPa交变压力浸泡480 h后涂层阻抗值分别下降了2个和1个数量级,无溶剂环氧液体涂层在同样环境下浸泡后阻抗值分别下降了3个和2个数量级,说明了环氧粉末涂层在交变压力条件下对Q345的保护性能更优,阻绝离子渗透能力更强。从LEIS结果分析出在较高交变压力下,涂层微观局部腐蚀扩散速率更快。

关键词：交变压力无溶剂环氧涂层超深海电化学行为失效

钇和钙的添加对镁-空气电池阳极材料AZ80电化学行为和放电性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年第8期32卷 2510-2526页

作者：张钰雯茜韩璐任凌宝范玲玲郭阳阳周明扬权高峰西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室微纳尺度材料行为研究中心西安710049 西安稀有金属材料研究院有限公司西安710049 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

研究钇(Y)、钇+钙(Y+Ca)的添加对镁−空气电池阳极材料Mg−8Al−0.5Zn−0.2Mn(AZ80)合金电化学行为和放电性能的影响。结果表明,添加0.2%(质量分数)的Y可以提高AZ80阳极的耐腐蚀性和放电活性。这是因为在AZ80+0.2Y合金基体中分布着细小弥散... 详细信息

研究钇(Y)、钇+钙(Y+Ca)的添加对镁−空气电池阳极材料Mg−8Al−0.5Zn−0.2Mn(AZ80)合金电化学行为和放电性能的影响。结果表明,添加0.2%(质量分数)的Y可以提高AZ80阳极的耐腐蚀性和放电活性。这是因为在AZ80+0.2Y合金基体中分布着细小弥散的球形β-Mg_17)Al_(12)相,可以抑制严重的局部腐蚀和“块状效应”,还有利于α-Mg的快速活化。同时添加0.2%Y和0.15%Ca(质量分数)会使晶粒细化、β-Mg_17)Al_(12)相减少,导致放电电压进一步提高。然而,AZ80+0.2Y+0.15Ca阳极的耐蚀性和阳极效率却不如AZ80+0.2Y,这主要与Mg_17)Al_(12)和Al_(2)Y化合物中掺杂了Ca有关。因此,AZ80+0.2Y阳极表现出优异的综合放电性能,在电流密度为80 mA/cm^(2)时,其放电容量和阳极效率最高,分别为1525 mA·h·g^(−1)和67%,比AZ80合金阳极的分别提高13%和14%。

关键词：镁-空气电池 Mg-Al-Zn阳极放电性能电化学行为

LiCl-KCl熔盐中Pu^(3+)在Al阴极上的电化学行为

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核化学与放射化学 2023年第2期45卷 133-138,I0003页

作者：孟照凯林如山王有群陈辉宋鹏何辉叶国安中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413 东华理工大学核科学与工程学院江西南昌330013

基于固体Al阴极分离锕系元素(An)与裂变产物(FP)的电解精炼技术是极具前景的干法后处理流程之一。本研究采用暂态电化学法系统研究了Pu^(3+)在固体Al阴极上的电化学行为。循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究结果表明,Pu^(3+)在Al阴极... 详细信息

基于固体Al阴极分离锕系元素(An)与裂变产物(FP)的电解精炼技术是极具前景的干法后处理流程之一。本研究采用暂态电化学法系统研究了Pu^(3+)在固体Al阴极上的电化学行为。循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究结果表明,Pu^(3+)在Al阴极上可一步还原为合金,且该反应为不可逆,Pu^(3+)与Al形成合金的电位与温度的关系式为E^(θ,*)(Pu^(3+)/PuAl n)(vs.Cl-/Cl_(2))=-2.944+9.84×10^(-4)T。开路计时电位法(OCP)结合相图表明,Pu^(3+)在固体Al阴极上可生成Pu_(3)Al、PuAl、PuAl_(2)、PuAl_(3)和PuAl_(4)五种合金化合物,且计算得到了不同温度时PuAl_(4)的Gibbs生成自由能。

关键词： LiCl-KCl熔盐钚电化学行为 Al阴极

NaCl-KCl熔盐中Mg的电化学行为及Mg-Ni合金电解制备

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中国有色金属学报 2023年

作者：王燕萍曾正吴孝彬王静徐亮华中胜安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室安徽工业大学冶金工程学院

在700 ℃ NaCl-KCl共融盐中，系统研究了W、Ni电极上Mg2+的电化学行为及Mg-Ni合金的形成机理。结果表明：Mg2+在W电极上还原为金属Mg是一步得2电子的反应，低扫速下该反应是受扩散控制的准可逆过程，扩散系数约为3.3×10-5cm2s-1；且金... 详细信息

在700 ℃ NaCl-KCl共融盐中，系统研究了W、Ni电极上Mg2+的电化学行为及Mg-Ni合金的形成机理。结果表明：Mg2+在W电极上还原为金属Mg是一步得2电子的反应，低扫速下该反应是受扩散控制的准可逆过程，扩散系数约为3.3×10-5cm2s-1；且金属Mg的电沉积过程遵循连续成核模式。而Mg在Ni电极上可发生欠电位沉积，形成Mg-Ni合金。根据两相共存态下Mg-Ni金属间化合物的平衡电位，计算得到了Mg-Ni合金中Mg的相对偏摩尔吉布斯自由能与活度以及不同Mg-Ni金属间化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能等热力学参数。最后，在NaCl-KCl-1.5 wt% MgCl2熔盐体系中，于-2.0 V进行恒电位电解8 h制得了Mg-Ni合金。XRD和SEM-EDS分析发现：合金产物主相为Mg2Ni，并含有MgNi2相。本研究表明，在NaCl-KCl-MgCl2熔盐体系中以Ni为自耗阴极可制得Mg-Ni合金。

关键词：电化学行为 Mg-Ni合金电沉积 NaCl-KCl熔盐金属间化合物

低合金化Mg-Ag镁空气电池阳极材料的电化学行为和放电性能

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金属学报 2024年

作者：郝旭邦程伟丽李戬王利飞崔泽琴闫国庆翟凯余晖太原理工大学材料科学与工程学院山西瑞格金属新材料有限公司青海大学盐湖化工大型系列研究设施河北工业大学材料科学与工程学院

镁空气电池具有高理论放电电压(3.1 V)和比能量密度(6.8 kWh/kg)，及结构简单、成本低廉、安全性高的特点，是理想的储能设备。然而，目前镁空气电池能够实现的放电电压和能量密度远低于理论值。为了协同提升镁空气电池的放电电压和比... 详细信息

镁空气电池具有高理论放电电压(3.1 V)和比能量密度(6.8 kWh/kg)，及结构简单、成本低廉、安全性高的特点，是理想的储能设备。然而，目前镁空气电池能够实现的放电电压和能量密度远低于理论值。为了协同提升镁空气电池的放电电压和比能量密度，本工作开发了低合金化Mg-1Ag (质量分数，%)阳极材料并研究了其微观组织、电化学行为和放电性能。结果表明，挤压态合金主要由均匀的等轴晶组成，平均晶粒尺寸为(14.19±0.27)μm，展现出基极垂直于横向的织构，织构强度为11.05,Ag元素存在局部偏聚。以Mg-1Ag阳极组装的镁空气电池，在10 mA/cm2的电流密度下放电过程平稳，电池电压和比能量密度分别为1.344 V和1374.34 mWh/g。镁空气电池优异的放电性能主要与金属Ag在电极表面的再沉积、多裂纹的放电产物膜和较高体积分数的非基面取向晶粒有关。

关键词：镁空气电池 Mg-Ag合金微观组织放电性能电化学行为

氯离子对ChCl-Urea低共熔溶剂中银电沉积的电化学行为影响

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电化学 2022年第5期28卷 68-75页

作者：战充波张润佳付旭孙海静周欣王保杰孙杰沈阳理工大学环境与化学工程学院沈阳110159

以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为基础液,使用循环伏安法、计时电流法、Tafel极化曲线、Gerisher交换电流密度法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等方法研究了电沉积银过程中的电沉积机理、电结晶行为,以及NH_(4)Cl存在下对配合物、相组成以... 详细信息

以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为基础液,使用循环伏安法、计时电流法、Tafel极化曲线、Gerisher交换电流密度法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等方法研究了电沉积银过程中的电沉积机理、电结晶行为,以及NH_(4)Cl存在下对配合物、相组成以及镀层微观形貌等的影响。结果表明,ChCl-Urea体系中氯离子的加入改变了Ag^(+)的还原电位(vs.Ag|AgCl),镀液中Ag^(+)形成了配合物[AgCl_(n)]^(1-n),使还原电位发生了负移,由-0.85 V负移至-0.98 V。通过拟合CA曲线和理论曲线对比发现,Ag(I)在ChCl-Urea DES中的成核方式与氯离子的浓度有关,低浓度下的成核方式具有三维瞬时成核和三维连续成核的混合成核特征,高浓度下的成核方式符合三维瞬时成核。镀液中主要放电络离子是[AgCl_(2)]^(-)。电沉积得到的是紧密颗粒球状纯银镀层,氯离子的加入抑制了枝晶状银镀层的生成。

关键词：氯化胆碱-尿素低共熔溶剂银电沉积添加剂络合物电化学行为

镁空气电池阳极用挤压态Mg-2Bi-0.5Ca-0.5In合金的放电性能和电化学行为

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金属学报 2021年第5期57卷 623-631页

作者：程伟丽谷雄杰成世明陈宇航余晖王利飞王红霞李航太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学山西省先进镁基材料重点实验室太原030024 河北工业大学材料科学与工程学院天津300132

利用XRD、SEM、EBSD、XPS和动电位极化、EIS技术、半电池及全电池恒流放电等方法,系统地研究了微观组织特征对镁空气电池阳极用挤压态Mg-2Bi-0.5Ca-0.5In(质量分数,%)合金放电性能和电化学行为的影响。结果表明,挤压态合金主要由完全动... 详细信息

利用XRD、SEM、EBSD、XPS和动电位极化、EIS技术、半电池及全电池恒流放电等方法,系统地研究了微观组织特征对镁空气电池阳极用挤压态Mg-2Bi-0.5Ca-0.5In(质量分数,%)合金放电性能和电化学行为的影响。结果表明,挤压态合金主要由完全动态再结晶晶粒组成,平均晶粒尺寸为(10.92±0.23)μm。织构成分主要由基极从法线方向至挤压方向偏转45°~60°的非基面织构组成。合金主要包含α-Mg、纳米级Mg3Bi2相和微米级Mg2Bi2Ca相。在半电池测试中,挤压态合金在10 mA/cm^(2)的电流密度下显示出平稳的放电过程和较负的放电电位(-1.622 V)。此外,基于挤压态合金为阳极的镁空气电池展现出较高的电池电压和功率密度,在120 m A/cm^(2)的电流密度下电池电压和峰值功率密度分别为0.72 V和86.4 mW/cm^(2),这明显高于AZ31、AM50等商用镁空气电池用阳极材料的性能。该合金优异的放电性能主要归因于电极表面金属In的重新沉积、弱的织构强度、均匀的微观组织以及疏松且薄的放电产物膜。

关键词：镁空气电池 Mg-Bi基合金微观组织放电性能电化学行为

硬质合金废料电解回收钨及W(Ⅵ)在熔盐中的电化学行为

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材料导报 2022年第S01期36卷 448-453页

作者：李亮星朱志城贾孟熹黄茜琳江西理工大学能源与机械工程学院南昌330013

硬质合金在机械制造等领域应用广泛,产生的硬质合金废料逐年增加,对硬质合金废料进行回收有利于节约资源、保护环境。采用循环伏安技术考察NaCl⁃KCl⁃Na_(2)WO_(4)熔盐体系中W(Ⅵ)的电化学行为,利用扫描电镜及X射线衍射技术研究电解电压... 详细信息

硬质合金在机械制造等领域应用广泛,产生的硬质合金废料逐年增加,对硬质合金废料进行回收有利于节约资源、保护环境。采用循环伏安技术考察NaCl⁃KCl⁃Na_(2)WO_(4)熔盐体系中W(Ⅵ)的电化学行为,利用扫描电镜及X射线衍射技术研究电解电压对硬质合金废料阳极溶解形貌及组织结构变化的影响。结果表明:W(Ⅵ)在NaCl⁃KCl⁃Na_(2)WO_(4)熔盐体系中的电化学还原过程是准可逆的,反应受扩散控制,750℃时扩散系数为6.252×10^(-5)cm^(2)·s^(-1)。随着电解电压的增大,硬质合金废料表面形貌由颗粒团絮多孔状转变为蜂窝状,随后表面出现黑色块状物质。通过控制电解电压可以选择性分离回收硬质合金废料中的钨、钴金属,硬质合金废料中的钛优先于钨溶解,增大电压,更换阴极电解可得到纯钨产品。

关键词：硬质合金废料资源回收钨熔盐电解电化学行为