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TiO2纳米多孔薄膜结构与光电化学性能相关性的研究

李菲晖 , 陆飞 , 丁孝飞 , 康瀚月 , 刘永林 , 王赫 , 巩运兰 , 唐明义 , 张弘青

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2016.06.001

采用二步电压氧化法制备了两组孔径及孔密度不同的TiO2纳米多孔薄膜,利用电化学测试方法对制备出的TiO2纳米多孔薄膜的开路电位-时间曲线、交流阻抗谱图以及计时电流曲线进行了测试,研究了多孔薄膜材料的孔径及孔密度对材料光电化学性能以及比表面积的影响.结果表明,制备出的具有不同孔径和孔密度的试片在光照情况下的电化学反应电阻均明显下降,相关电化学反应更容易发生;增大薄膜材料的比表面积有利于提高其光电性能,性能最佳的薄膜材料的孔径为103 nm,孔密度为10×108个/cm2.

关键词: TiO2 , 纳米多孔薄膜 , 阳极氧化 , 孔径 , 孔密度

钛阳极氧化过程中直接附载光敏剂工艺研究

巩运兰 , 李菲晖 , 张弘青 , 李闯 , 侯荣珍 , 王郑 , 张丹丹

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2012.09.001

基于电化学阳极氧化的方法,将光敏剂直接附载到具有纳米孔的阳极氧化钛薄膜上.将金属钛作为阳极,在添加了光敏剂5,10,15,20-对四羧基四苯基卟啉的硫酸水溶液中进行阳极氧化,制备出附载了光敏剂的具有纳米孔结构的敏化氧化钛薄膜.通过对附载前后氧化钛薄膜荧光、紫外等光谱特性表征,结果表明,电压、温度等因素对敏化氧化钛薄膜的光谱性质有很大的影响.

关键词: TiO2 , 光敏剂 , 纳米孔薄膜 , 阳极氧化 , 附载

温度对钢基体上暗镍镀层性能的影响

耿瑛 , 李菲晖 , 巩运兰 , 刘美华

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2015.04.001

以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上分别采用直流电沉积和脉冲电沉积方法在不同温度下制备了镍镀层,采用线性扫描伏安法测试了不同温度下,Ni2+在Q235A钢基体上发生氧化还原的电化学行为;采用表面轮廓测量仪以及纳米力学测试系统对镍镀层表面粗糙度、显微硬度及弹性模量进行了表征.实验结果表明,随着电解液温度的上升,镍在电沉积过程中的极化程度会下降.直流电沉积制备的镀层在电解液θ为40℃时的粗糙度最小;脉冲电沉积制备的镀层在电解液θ为50℃时的粗糙度最小.直流电沉积及脉冲电沉积制备的镀层的显微硬度和弹性模量在电解液θ为50℃时达到最大值.

关键词: 钢基体 , 电镀镍 , 温度 , 纳米压痕 , 力学性能

电压施加方式对阳极氧化TiO2纳米孔薄膜形貌的影响

李菲晖 , 陈磊 , 巩运兰 , 李建颖

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2012.07.009

采用阳极氧化的方法,以金属钛为基体在硫酸水溶液中于室温下制备了二氧化钛纳米孔薄膜.研究了电压施加方式对二氧化钛纳米孔薄膜的微观形貌及结构的影响.结果表明,二氧化钛纳米孔的结构与外加电压施加方式有很大关系,采用“连续加压至120-140V”方法可制备出孔径为141 nm,孔径分布最为均匀的二氧化钛纳米孔薄膜.

关键词: TiO2 , 纳米孔薄膜 , 阳极氧化 , 电压施加方式

电化学制备TiO2多孔纳米薄膜的影响因素研究

李菲晖 , 巩运兰 , 李闯 , 李明辉 , 张丹丹 , 张弘青

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2013.06.001

以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,可将太阳能转化成电能.

关键词: TiO2薄膜 , 阳极氧化 , 纳米孔 , 光敏剂 , 光催化

二甲基亚砜有机溶液中Bi-Sb薄膜温差电材料的电沉积制备

李菲晖 , 巩运兰 , 张弘青 , 杜冰姿

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2014.08.002

采用循环伏安曲线以及稳态极化曲线的测试方法分析了二甲基亚砜有机溶液中纯Bi、纯Sb以及Bi-Sb二元体系在Ti基体上的还原过程.结合分析结果,采用直流恒电位方式电沉积制备了Bi-Sb二元薄膜温差电材料,并采用X-射线衍射以及塞贝克系数测试对不同电位下制备出的Bi-Sb二元薄膜温差电材料的物相结构及性能进行了表征.实验结果表明,在Ti基体上Bi3+、Sb3+离子的氧化还原均为不可逆过程,前者的阴极还原过程仅由离子扩散造成,而后者的还原过程中涉及到了离子的吸附,二者沉积电位接近,共沉积过程是一步完成的.对制备出的材料的物相以及性能的分析结果表明,电沉积制备出的材料确为Bi-Sb二元合金,随着沉积电位的负移,温差薄膜电材料的表面变得粗糙,在不同电位下沉积出的材料均为P型温差电材料,塞贝克系数随电位变化不大.

关键词: 薄膜温差电材料 , 电沉积 , Bi-Sb合金 , 有机体系 , DMSO

Q235A钢电沉积镍的工艺优化

赵洋 , 刘美华 , 冯露 , 孟毅 , 李菲晖 , 陈振飞

材料保护

为了进一步探讨Q235A钢电沉积镍层残余应力、力学性能与镀覆工艺参数的关系,以瓦特镀镍液为基础,采用直流电沉积法,在Q235A钢表面电镀镍.采用X射线衍射仪、纳米力学测试系统、表面轮廓测量仪测试了镍镀层的残余应力、显微硬度、弹性模量及表面粗糙度;探讨了电流密度、温度、pH值对镍镀层力学性能的影响规律,以正交试验法优选了最佳工艺.结果表明:电流密度3.0 A/dm2,温度45℃,pH值3.5时,镍镀层的性能最佳,晶粒粒径为34.8 nm,镀层显微硬度达到3.86 GPa,弹性模量达到238 GPa,表面粗糙度为0.182 μm.

关键词: 电镀镍 , Q235A钢 , 正交优选 , 工艺参数 , 残余应力 , 力学性能

两步电压施加法对钛阳极氧化膜晶体结构及尺寸的影响

巩运兰 , 李菲晖 , 白正晨 , 杨云

材料保护

采用阳极氧化的方法,通过改变电压的施加方式制备了具有不同形貌的氧化钛薄膜,使用X射线衍射仪对阳极氧化钛薄膜的晶体结构进行了分析.结果表明:电压施加方式不影响氧化钛薄膜的晶体结构,不同电压施加方式制备的氧化钛薄膜均为锐钛矿型,并且在相同的晶面上优先生长;在两步施加电压法中,初始电压不影响氧化钛薄膜的晶体结构,但是影响氧化钛薄膜的晶粒尺寸,初始电压越大,晶粒尺寸越大.

关键词: 阳极氧化 , 氧化钛 , 电压施加法 , 晶体结构 , 晶粒尺寸

阳极氧化TiO2纳米孔薄膜光电化学性能研究

李菲晖 , 潘微 , 巩运兰 , 张弘青

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2013.07.002

采用二步电压施加方法在不同电压下制备了一系列的二氧化钛纳米孔薄膜,并用电化学表征手段,通过测试不同电压下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电位-时间曲线来研究其光电化学特性.结果表明,采用二步电压施加法在80~140V电压条件下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电压在光照前后的变化最大,说明其对光的感应最好,光电性能最好,附载光敏剂改善了二氧化钛纳米孔薄膜的光电化学性能,且随着附载时间的增加,光电性能逐渐提高,附载60min达到饱和,继续增加附载时间光电化学特性不再发生变化.

关键词: 阳极氧化 , TiO2纳米孔薄膜 , 电化学方法 , 光电化学性能 , 附载 , 光敏剂

Si基上电沉积Cu薄膜的形貌与择优取向

张雅婷 , 徐章程 , 李菲晖

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.013

采用电化学沉积技术在Si衬底上沉积了Cu膜.场发射扫描电镜和X射线衍射分析表明:膜中存在Cu纳米颗粒, 并且表现出择优取向,与衬底的取向和斜切角度以及沉积电流密度有关.在Si(100) 衬底上,铜(220)晶面的织构系数随电流密度的增加而增加.在相同沉积条件下,在斜切角较小的Si(111)和Si(100)衬底上择优取向面都是铜 (220) 面,而在斜切角为4°的Si(111)衬底上铜(111)晶面为择优取向面.

关键词: Cu , 电沉积 , Si衬底 , 择优取向

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