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Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在碱性NaCl溶液中的腐蚀特性

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材料研究学报 2008年第2期22卷 135-140页

作者：高丽丽张春红张密林黄晓梅哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

用静态失重法、动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱等方法研究了Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在碱性NaCl溶液中,随着Cl^-浓度的升高,合金的平均腐蚀速率增大,腐蚀电流增大,体系中R_(sol)、R_t、R_f减小,... 详细信息

用静态失重法、动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱等方法研究了Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在碱性NaCl溶液中,随着Cl^-浓度的升高,合金的平均腐蚀速率增大,腐蚀电流增大,体系中R_(sol)、R_t、R_f减小,腐蚀严重;当溶液的碱性增强时,合金的点蚀电位正移,表面膜钝化作用增强,R_f提高,同时R_t和R_(sol)增大,减缓了腐蚀的进行;在合金表面生成的腐蚀产物主要成分为Mg(OH)_2、Al_2O_3和Li_2O_2;Mg-11Li-3Al-0.5RE合金的腐蚀以点蚀为主,逐渐向基体内部和四周扩大,形成较深的蚀坑.

关键词：材料失效与保护 Mg-11Li-3Al-0.5RE合金碱性 NaCl 腐蚀

激光高速应变对双态组织近α型Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金组织与性能的影响

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塑性工程学报 2025年第1期32卷 168-176页

作者：张镜张凌峰熊毅姚怀罗高丽陈雪鹏河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心河南洛阳471023

利用激光冲击强化使Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti80)合金表面产生严重塑性变形,借助SEM、TEM和XRD等方法深入研究了表面严重塑性变形对Ti80合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:激光冲击强化使Ti80合金表面产生无相变的严... 详细信息

利用激光冲击强化使Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti80)合金表面产生严重塑性变形,借助SEM、TEM和XRD等方法深入研究了表面严重塑性变形对Ti80合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:激光冲击强化使Ti80合金表面产生无相变的严重塑性变形层,表层晶粒内部产生大量位错胞、位错墙、位错缠结等晶体缺陷。此外,通过位错间的相互作用,表面粗大晶粒细化至纳米级。晶粒细化和晶粒内高密度位错严重阻碍了位错的运动,从而增加了样品的硬度和强度。与原始试样相比,LSP处理试样的表面显微硬度提高了16.5%,产生了386.4 MPa的高幅残余压应力,在不牺牲延展性的前提下提高了强度。电化学和静态浸泡实验结果表明,LSP处理后试样的自腐蚀电位增加了77.7 mV ***,腐蚀电流密度和腐蚀速率分别降低了1.358μA·cm^(-2)、0.08 mm·year^(-1),点蚀和晶间腐蚀现象减弱。这是由于LSP处理后样品晶粒得到细化,增强了表面结构的稳定性并提供了更多钝化膜的形核位点,从而提高了Ti80合金的耐腐蚀性能。

关键词：激光冲击强化 Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金微观结构残余应力力学性能耐腐蚀性能

稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

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表面技术 2023年第6期52卷 61-69,79页

作者：方玉兰刘瑞良宋天宇刘爱东哈尔滨工程大学、材料科学与化学工程学院、超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

目的研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法将稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线... 详细信息

目的研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法将稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面多孔化合物层厚度由20μm分别减小至15μm和8μm,致密层+扩散层的厚度从20μm分别增加至46μm和45μm。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层的有效硬化层厚度可达70μm,是不加稀土时的3倍以上,截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14,磨痕宽度减至534μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦因数一直维持在0.21左右,磨痕宽度显著减少至226μm,主要发生轻微的磨粒磨损。结论稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O的效果更显著。

关键词：不锈钢等离子体电解渗碳稀土组织结构耐磨性

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稀土氧化物掺杂对YSZ热障涂层热物理性能影响的研究进展

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材料导报 2023年第24期37卷 104-109页

作者：刘电超金国井勇智崔秀芳房永超陈卓王薪贺哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

随着航空发动机和燃气轮机(简称“两机”)服役温度的升高,目前,在两机热端部件表面防护方面应用最为广泛的热障涂层(Thermal barrier coatings, TBCs)存在陶瓷层材料氧化钇稳定氧化锆(Yttria-stabilized zirconia, YSZ)在高温下会发生... 详细信息

随着航空发动机和燃气轮机(简称“两机”)服役温度的升高,目前,在两机热端部件表面防护方面应用最为广泛的热障涂层(Thermal barrier coatings, TBCs)存在陶瓷层材料氧化钇稳定氧化锆(Yttria-stabilized zirconia, YSZ)在高温下会发生相转变、热膨胀系数与金属基底不匹配以及烧结导致涂层的热导率升高等问题,严重影响TBCs的服役寿命。新一代TBCs陶瓷面层材料分为以下几类:(1)稀土氧化物稳定YSZ;(2)钙钛矿结构陶瓷材料;(3)稀土六铝酸盐或稀土钽酸盐;(4)烧绿石或萤石结构稀土锆酸盐。其中,稀土氧化物掺杂可有效降低YSZ热障涂层的热导率,提高其热膨胀系数、高温相稳定性及耐烧结性能,被认为是提高YSZ热障涂层高温稳定性的有效方法。基于此,本文重点阐述了单元或多元稀土氧化物掺杂YSZ热障涂层材料的研究进展,讨论了稀土氧化物掺杂对YSZ陶瓷面层高温相稳定性、热导率和热膨胀系数的影响机理。基于耦合作用机理为未来稀土氧化物掺杂YSZ热障涂层的研发提供一定的借鉴。

关键词：热障涂层掺杂机理热导率热膨胀系数相转变行为

磷钼酸作为低温碳燃料电池的碳间接电氧化介质

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物理化学学报 2017年第2期33卷 370-376页

作者：殷金玲刘佳温青王贵领曹殿学哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

以磷钼酸作为低温下碳间接电氧化的介质构建新型碳燃料电池。通过线性电位扫描和计时电流法研究不同碳材料、不同反应条件、不同反应时间、不同磷钼酸浓度对碳间接电氧化性能的影响。采用循环伏安法研究碳在磷钼酸介质中的间接电氧化机... 详细信息

以磷钼酸作为低温下碳间接电氧化的介质构建新型碳燃料电池。通过线性电位扫描和计时电流法研究不同碳材料、不同反应条件、不同反应时间、不同磷钼酸浓度对碳间接电氧化性能的影响。采用循环伏安法研究碳在磷钼酸介质中的间接电氧化机理。研究结果表明,椰壳活性炭的间接电氧化活性要明显高于煤和煤质活性炭。以磷钼酸为介质时,采用光照与升温80oC避光的条件均可以提高碳间接电氧化性能,且提高程度接近。由循环伏安测试分析出磷钼酸中+6价Mo可将碳氧化,且被还原成+5价Mo,随后又在阳极上重新被电氧化回+6价Mo,通过该过程将从碳材料上获得的电子转移到阳极上,从而实现碳在低温条件下的间接电氧化过程。并且通过对光照条件的分析,证实光对磷钼酸催化碳电氧化反应有两方面的促进作用:一方面光的热效应使反应温度升高,从而提高反应速率;另一方面磷钼酸利用其特有结构吸收光能,提高磷钼酸与碳的反应速率,且后者促进作用更明显。以VO2+/VO2+为阴极构建的碳燃料电池全电池室温下功率是0.087m W?cm-2,验证了碳燃料电池在常温条件下运行的可行性。

关键词：低温碳燃料电池间接电氧化磷钼酸活性炭光照

Ta含量对ZrTiNbAl系合金钝化膜形成机制和耐腐蚀性的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 117-128页

作者：李淑雯张洋马亚玺戴鹏飞张中武哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

采用动电位极化、电化学阻抗技术、Mott-Schottky分析和恒电位极化研究(40-x)Zr-30Ti-20Nb-10Al-x Ta(x=0,2,4,原子分数/%,下同,简称Tax合金)高熵合金在0.3 mol/L LiOH溶液中的钝化膜形成机制和耐腐蚀性。结果表明:Ta的适量(2%)加入可... 详细信息

采用动电位极化、电化学阻抗技术、Mott-Schottky分析和恒电位极化研究(40-x)Zr-30Ti-20Nb-10Al-x Ta(x=0,2,4,原子分数/%,下同,简称Tax合金)高熵合金在0.3 mol/L LiOH溶液中的钝化膜形成机制和耐腐蚀性。结果表明:Ta的适量(2%)加入可形成致密氧化膜从而提高合金体系的耐腐蚀性,Ta的过量添加(4%)造成氧空位浓度升高,耐腐蚀性下降。Ta_(2)合金的腐蚀电流密度为49.66 nA/cm^(2),小于Ta0,Ta4合金的腐蚀电流密度(201.40,70.16 nA/cm^(2))。Ta_(2)合金钝化膜内的氧空位点缺陷浓度为9.79×10^(18)cm^(-3),小于Ta0,Ta4合金的氧空位点缺陷浓度(2.13×10^(19),2.05×10^(19)cm^(-3)),具有最致密的钝化膜结构。合金的钝化膜是由ZrO_(2),Nb_(2)O_(5),TiO_(2),Al2O_(3),Ta_(2)O_(5)组成的稳定n型钝化膜。其中,Ta_(2)合金的氧化膜内ZrO_(2),Nb_(2)O_(5),TiO_(2)氧化物含量最高,延缓了原生氧化膜的溶解速度,保护基体不被继续溶解,具有最佳的耐腐蚀性。

关键词：高熵合金显微结构腐蚀钝化膜

表面热扩渗技术在金属双极板表面改性中的研究进展

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表面技术 2024年第18期53卷 1-15页

作者：吴新宇刘瑞良武昭杰哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院、超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

燃料电池因其环保和资源利用率高等优点近年来备受关注,对改善全球环境具有重要意义。双极板是燃料电池的重要组成部分,目前燃料电池中大多数的双极板为石墨双极板,其厚度大、加工成本高、柔韧性较差,而金属双极板是替代石墨双极板的最... 详细信息

燃料电池因其环保和资源利用率高等优点近年来备受关注,对改善全球环境具有重要意义。双极板是燃料电池的重要组成部分,目前燃料电池中大多数的双极板为石墨双极板,其厚度大、加工成本高、柔韧性较差,而金属双极板是替代石墨双极板的最佳材料,其易于加工、成本较低。目前对金属双极板表面制备涂层的研究最为广泛,然而大多数涂层方法工艺复杂,容易形成缺陷,且对燃料电池商业化来说过于昂贵,因此可以通过对金属双极板进行热扩渗改性以满足其服役性能。介绍了不同金属双极板的表面改性技术,列出了不同种类的热扩渗改性技术,重点概况了热扩渗工艺以及耐蚀、导电性能。分析结果表明,对于热扩渗工艺,在制备双极板时应选用合适的温度,以减小或消除形变对双极板的影响;制备出均匀、致密且组织单一的热扩渗层可以明显提高金属双极板的性能;在空气和模拟燃料电池溶液环境中形成的氧化膜和钝化膜同样对金属双极板的性能具有重要影响。在金属双极板表面进行热扩渗改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,同时开发出新型复合工艺,对推动金属双极板在燃料电池的应用至关重要。

关键词：金属双极板热扩渗表面改性耐蚀性界面接触电阻

NaCl-KCl熔盐体系中AlF_3氟化Tb_4O_7电化学制备Al-Tb合金（英文）

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物理化学学报 2016年第10期32卷 2538-2544页

作者：韩伟季男李梅王珊珊杨晓光张密林颜永得哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院教育部超轻材料与表面技术重点实验室哈尔滨150001

在NaCl-KCl-Tb_4O_7-AlF_3体系中为了制备Al-Tb合金,首先对熔盐中的上清液和沉淀物进行了分析,X射线衍射(XRD)结果确定了Tb_4O_7能被AlF_3氟化生成TbF_3。采用一系列的电化学方法对NaCl-KCl-AlF_3-Tb_4O_7体系在Mo电极上的电化学行为进... 详细信息

在NaCl-KCl-Tb_4O_7-AlF_3体系中为了制备Al-Tb合金,首先对熔盐中的上清液和沉淀物进行了分析,X射线衍射(XRD)结果确定了Tb_4O_7能被AlF_3氟化生成TbF_3。采用一系列的电化学方法对NaCl-KCl-AlF_3-Tb_4O_7体系在Mo电极上的电化学行为进行了研究。循环伏安、方波伏安、计时电位和开路计时电位等电化学方法的研究结果表明T b(III)在预先沉积的Al电极上发生欠电位沉积。在不同条件下进行恒电流电解制备了Al-Tb合金,并对所得合金样品进行XRD和扫描电镜-能量散射谱(SEM-EDS)表征。结果表明在-2.5A进行恒电流电解得到的Al-Tb合金是由Al和Al_3Tb两相组成。采用电感耦合等离子体-原子发射光谱仪(ICP-AES)对实验所得沉积物的组成进行分析,研究了电解条件对合金组成和电流效率的影响。在电流强度为-1.5A进行恒电流电解2h,电流效率可达76.5%。

关键词：电化学行为 Tb4O7 共还原 NaCl-KCl熔盐 Al-Tb合金电流效率

Electrochemical behavior of Pb(Ⅱ) in LiCl-KCl-MgCl_2-PbCl_2 melts on Mo electrode

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第3期22卷 711-716页

作者：张密林陈丽军韩伟颜永得曹鹏哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院教育部超轻材料与表面技术重点实验室哈尔滨150001

Cyclic voltammetry and chronopotentiometry were used to study the reaction mechanism of Pb（Ⅱ） and the co-deposition of Pb,Mg and Li on molybdenum electrodes in LiCl-KCl-PbCl2-MgCl2 *** diffusion coefficient of lead ions in the melts was determined by different electrochemical *** results obtained by cyclic voltammetry and chronopotentiometry indicated that the underpotential deposition of lithium on pre-deposited Pb leads to the formation of a liquid Li-Pb alloy,and the Mg-Li-Pb alloys are formed after the addition of MgCl2.X-ray diffraction confirmed that in the Mg-Li-Pb alloy,PbLi3,Mg2Pb and Li7Pb2 phases exist by galvanostatic electrolysis at 6.21 A/cm2 for 2 h at 873 K and the phases can be controlled by changing the concentration of PbCl2 and MgCl2.

关键词： LiCl-KCl system cyclic voltammetry chronopotentiometry diffusion coefficient molten salts electrolysis