Ni基多孔合金的制备及性能研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:eagle453
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用元素粉末反应合成法制备Ni基多孔合金,是继陶瓷和金属多孔材料之后对无机多孔材料的新扩展;同时,制备方法具有简单可控,成本低廉等特点,对开发多孔合金以及工业化应用具有重要意义。论文探讨了Ni3Al金属间化合物多孔材料的制备方法,重点解决Ni-Al体系剧烈放热容易发生自蔓燃反应的技术难点。Ni, Al元素粉末的反应烧结工艺以三阶段烧结工艺为特征。低温阶段除去氧化性吸附气体;中温阶段促使Ni, Al元素发生固相反应,生成中间相层,中间相层具有高的比热熔值,可以更多地吸收反应过程中的热量,阻碍Ni, Al之间可能发生的自蔓燃反应;高温阶段促进Ni3Al烧结坯中的平衡相成分均匀化。其中的关键在于,中温阶段的固相扩散反应过程中能够生成足够厚度的中间相,这直接影响到Ni3Al金属间化合物多孔材料的孔结构控制和坯体形状的维持。在1250℃烧结制备的Ni3Al多孔材料开孔隙度为45%,最大孔径为14μm。阐述了Ni3Al金属间化合物多孔材料在6mol/L的KOH溶液中优异的抗腐蚀性能和电解析氢性能。在溶液中,材料出现钝化现象,表面的腐蚀产物为Ni的氧化物。腐蚀过程中,有扩散过程的影响。不同孔隙率的Ni3Al金属间化合物多孔材料在强碱溶液中均表现出较好的抗腐蚀性能。孔隙率大的样品因为较大的真实面积腐蚀得较为严重。然而腐蚀速率与材料的真实面积并不成正比,因为随着孔隙率的增大,材料的孔径大小,孔径分布以及孔隙形状均发生相应变化。Ni3Al多孔电极拥有丰富的孔结构和优异的析氢性能,小孔的电解析氢性能更佳。在298K温度下,6mol/L KOH溶液中,Ni3Al多孔电极在阳极处理过程中,表面发生氧化,使得电极的极化性能改变,析氢过电位增大。而将阳极处理过的电极电解析氢一段时间后,析氢过电位可以恢复到原来的大小,表明氧化层可以完全被去除。当温度提高到358K时,阳极处理后的电极依旧可以在电解过程中恢复析氢性能,表明Ni3Al多孔电极在长期电解中能够保持很好的稳定性。通过Mo元素的添加进一步提高Ni3Al多孔电极的析氢性能。当Mo含量达到10wt%时,电极的析氢性能最好。Ni3Al-Mo多孔电极的催化活性不仅来自于真实表面积的增大,同时来自于元素间的协同作用。Ni3Al-Mo多孔电极在6mol/L KOH溶液中表现出优异的析氢稳定性能和抗腐蚀性能。Ni3Al-Mo多孔电极具有较大的表面粗糙度。在-100mA cm-2的电流密度下长时间电解,电极的催化活性增大,源于烧结过程中在电极表面产生的氧化层得以去除。当电极在电解过程中,由于阴极电流的存在,电极的抗腐蚀性能改变。在浸泡实验中,电极的表面生成了具有保护性的钝化膜。采用Ni, Al, Si元素粉末反应合成法制备了Ni-Al-Si多孔合金,通过Si元素的添加解决Ni-Al体系制备过程中的技术难点。材料的孔结构取决于Si含量的多少。Si含量的增大可以提高Al元素向Ni元素扩散的速率,同时Si自身也向Ni扩散使得材料的孔隙增大。Si含量的增大还可以提高多孔Ni-Al-Si合金的抗氧化性能,这是由于Si元素的存在可以降低Ni-Al合金生成致密氧化层所需的Al含量。通过Ni, Cr, Fe元素粉末反应合成的方法制备Ni-Cr-Fe多孔合金,拟解决Kroll法制备Ti过程中氯气环境下过滤除杂的难点。通过1350℃高温烧结,材料的透气度和最大孔径分别达到453m3kPa-1h-1m2和23.5μm,开孔隙率为38%。材料的孔隙来自于Cr元素和Fe元素向Ni元素扩散而形成的Kirkendall隙。材料的曲折因子为2.11,数值较小,表示材料中的孔隙大多数为贯通孔。多孔Ni-Cr-Fe合金在400℃纯氯气的环境下腐蚀了60天后,重量和孔结构没有明显变化,表现出优异的抗氯气腐蚀性能。同时多孔Ni-Cr-Fe合金在6mol/L的KOH溶液中表现出优异的析氢催化性能和抗碱腐蚀性能。
其他文献
<正>中国监测心血管疾病的趋势和决定因素研究所(monitoring trends and determinats in cardiovascular disease ongoing trial,MONICA)发表的数据[1]指出:我国脑卒中以每年
在跨文化背景的商务交流中,广告用语的翻译尤为重要。通过对日语广告文体的特点分析,探讨在中日商务交往中所涉及的广告日语的翻译原则和翻译方法。
逐步回归分析是多元回归分析中的一种方法,在经济研究建模中发挥着重要的作用。文章系统介绍了逐步回归分析,并分析了逐步回归分析在经济研究(建模与预测)中的应用步骤与需要
记课堂笔记是学生课堂学习的重要策略和技能,本文从心理学的角度分析了影响学生课堂笔记生成作用的各种因素,并提出了改观课堂笔记,发挥其生成作用的建议。
以三七渣为基质,采用黑曲霉固态发酵产淀粉酶,考察了硫酸铵(氮源)添加量、三七渣粒径、固体培养基含水率、发酵温度、发酵时间、菌悬液接种量等因素对产淀粉酶效果的影响,并
结合创先争优活动,开展基层党建工作创新,建设学习型党组织,打造"动车组式"高校,焕发基层党组织的凝聚力和战斗力,形成内生动力,巩固党对高校的领导,促进高校的健康发展。
目的:探讨尖锐湿疣组织中人乳头瘤病毒(HPV)DNA载量与Fas/FasL系统的相关性。方法:用PCR法检测HPV DNA含量,用免疫组织化学染色(SP)法检测81例尖锐湿疣组织和15例正常阴茎包
会议
近年来随着我国与韩国双边贸易的迅速扩大,社会上迫切需要能熟练运用韩语交流的人才。韩语口语交际能力的提高已成为大学韩语教学中的一个不容忽视的方面。但目前,在韩语的教
<正>项目地点:江苏省常熟市项目面积:300平方米竣工时间:2014年8月设计单位:由伟壮设计-李闸路店设计师:由伟壮现场设计师:李健施工单位:大墅施工软装设计:翁布里亚专业软装
<正>2007年8月·北京目录一、食品生产和质量概况二、食品监管体制和监管工作三、进出口食品的监管四、食品安全法律法规和技术保障体系五、食品安全的国际交流与合作