镍基三元合金表面协同电子结构调制及其析氢和析氧性能
陈远媚;洪荣富;杜磊;叶思宇;[目的]非贵金属Ni基电催化剂是一类重要的碱性电解水电极材料，探索Ni基析氢和析氧双功能催化剂的优化策略是提升氢能作为新能源核心竞争力的关键。[方法]通过Cu和Cr共掺杂对Ni基催化剂的表面电子结构进行协同调制，采用浸渍法结合H2/Ar高温还原，制备了对析氢反应(HER)有良好活性的NiCuCr/C合金催化剂。再引入柠檬酸(CA)和尿素(U)调控表界面性质，以提升其析氧反应(OER)性能。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及电化学测试，对催化剂的物相结构、微观形貌、表面电子态和电催化性能进行了表征，以阐明构效关系。[结果]优化的Ni Cu0.1Cr0.02/C催化剂在1.0 mol/L KOH溶液中展现出优异的HER活性，在10 mA/cm2电流密度下的过电位为174 mV。Cu和Cr共掺杂可促进电子向表面Ni活性中心转移，显著提升表面电子密度，并优化氢中间体的吸附-解吸动力学。经CA-U形貌调控所得到的Ni Cu0.05Cr0.02/CA-U催化剂具有良好的OER性能，在10 mA/cm2电流密度下的过电位为348 mV，优于含Ru的对比催化剂Ru0.03Ni Cu0.05Cr0.02/CA-U。[结论]通过多组分和形貌调节剂策略实现了Ni Cu Cr三元合金催化剂的制备及其表面电子结构调控，该材料展现了良好的HER和OER性能，为开发低成本、高效的双功能镍基电催化剂提供了新思路。
氟化镁涂层改性锌负极及其在水系锌离子电池中的性能研究
屈倩;叶锦溪;谢愈韫;罗佳源;郭辉;冯婧;姜炳春;张彤;[目的]针对水系锌离子电池(AZIBs)中锌负极枝晶生长和副反应严重制约循环稳定性的问题，通过构建人工界面层来提升锌负极的电化学性能。[方法]在锌箔表面涂覆氟化镁(MgF2)，成功制备了Zn@MgF2复合负极，并对其材料特性与电化学行为进行了系统表征。[结果]MgF2涂层致密均匀且具有良好的疏水性，能有效隔离电解液与锌基底的直接接触，抑制析氢、腐蚀等副反应。电化学测试表明，该涂层抑制了Zn2+的二维表面扩散，降低了界面电荷转移电阻，诱导锌均匀沉积，显著提升了电极反应的可逆性。在对称电池与半电池测试中，与纯Zn负极相比，Zn@MgF2负极在不同电流密度下均表现出明显延长的循环寿命和更高的库仑稳定性。以VO2为正极的全电池在1 A/g电流密度下循环1 194次后，Zn@MgF2||VO2仍保持99.3 mA·h/g的放电比容量，远高于Zn|VO2的43.6 mA·h/g。[结论]MgF2人工界面层通过物理隔离与离子流调控的协同作用，有效抑制了枝晶生长与界面副反应，显著提升了锌负极的循环稳定性，为高性能AZIBs的负极设计提供了一种简便而有效的策略。
MXene基纳米流体水性清洁剂的制备及其除锈和润滑性能
刘春平;张晓华;姚乃梦;张兰河;邢世亨;怀圣荃;王利民;曲铭锐;[目的]针对传统强酸清洁剂污染严重和腐蚀性强的问题，拟开发一种兼具高效除锈、良好润滑与低腐蚀性的环保型水性清洁剂。[方法]以MXene为内核，硅烷偶联剂KH560与聚醚胺M2070为外壳，通过共价接枝合成核壳结构无溶剂纳米流体(MXene NFs)，将其分散于由甘油、羟基乙叉二膦酸(HEDP)和柠檬酸复配的水基体系(GHC)中，并添加硫脲作为缓蚀剂，制得MXene NFs/GHC清洁剂。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)和X射线衍射仪(XRD)表征了MXene NFs的结构与组成，通过除锈试验、电化学测试和摩擦磨损试验评价其综合性能。[结果]MXene NFs中有机壳层的质量分数为72.9%，在GHC体系中分散稳定，静置1个月无沉降。在100 g/L HEDP、100 g/L柠檬酸和50 g/L硫脲的较优配比下，MXene NFs/GHC清洁剂对Q235钢的除锈速率达0.066 g/h，缓蚀效率为48.1%。柠檬酸和HEDP通过配位作用溶解锈层，生成可溶性配合物，避免二次残留；硫脲在钢表面物理吸附成膜，有效抑制腐蚀。与纯GHC体系相比，MXene NFs/GHC的摩擦因数由0.162降至0.106，磨损体积由8.76×10-2 mm3降至7.36×10-3 mm3，磨损率降至6.81×10-7 mm3/(N·m)，润滑性能显著提升。[结论] MXene NFs/GHC清洁剂具有清洁、润滑与防腐多重功能，具有良好的应用前景。本研究为研发多功能环保型水基清洁剂提供了新思路。
大气压等离子体射流(APPJ)诱导凝胶膜表面纳米颗粒生成
安宸延;王鹰;刘宗铨;田新春;马壮;[目的]研究大气压等离子体射流(APPJ)对溶胶-凝胶法制备的SiO2凝胶膜的表面改性作用。[方法]通过优化氩气流量、输入电压等射流参数，实现了均匀、低温的等离子体处理，避免了丝状放电导致的表面损伤。[结果]在适宜的APPJ作用下，凝胶膜表面可原位生成大量分散的SiO2纳米颗粒，显著增加表面粗糙度与比表面积。颗粒的生成与凝胶的交联密度密切相关，未完全固化的湿凝胶或裂缝区域更易诱导颗粒形核与生长。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明，处理过程有效促进了正硅酸乙酯(TEOS)前驱体的进一步水解缩合，脱除有机残留基团，形成多孔Si─O─Si网络结构。[结论]提出了APPJ诱导表面纳米颗粒生成的机制：活性粒子促使局部网络重构成核，并结合表面产生的低聚物碎片迁移与附着生长。本研究为利用APPJ技术在低温常压下实现凝胶膜表面可控纳米结构化提供了理论与实验依据，在催化、传感等领域具有应用潜力。
激光熔覆NiCoCrFeAlHfY高熵合金的组织与耐磨耐蚀性
王正阳;李萌;张振;韩玉君;周青春;李鸿亚;杨献盛;张保森;赵伟;张超;[目的]为提升风电主轴用42CrMo+Ni钢在复杂服役环境下的耐磨性与耐蚀性，采用激光熔覆技术在其表面制备NiCoCrFeAlHfY高熵合金熔覆层。[方法]通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)表征熔覆层的物相组成、微观结构与元素分布，结合显微硬度测试、摩擦磨损试验及电化学测试，检测其显微硬度、耐磨性和耐蚀性。[结果]熔覆层与基体形成良好的冶金结合，主要由体心立方固溶体及(Co,Fe,Ni)Al强化相组成，Hf与Y微合金元素的协同作用促进晶粒细化与组织致密化。熔覆层的平均显微硬度为529.6 HV1.0，较基体提升约49%，摩擦因数低于基体；在30 N和40 N载荷下的磨损率低于基体，50 N时失效。在3.5%NaCl溶液中腐蚀电位为-0.375 5 V，腐蚀电流密度为1.58×10-6 A/cm2，表面钝化膜稳定。[结论]激光熔覆NiCoCrFeAlHfY高熵合金熔覆层可显著提升42CrMo+Ni钢的表面硬度、耐磨性和耐蚀性，为风电主轴表面强化提供可行途径，但高载耐磨性仍需优化。
促进剂对高碳钢丝中温磷化膜组织与耐蚀性的影响
张锋刚;许恩荣;景然;[目的]高碳钢丝高温磷化存在温度较高、能耗高、沉渣量大等问题，亟待解决。[方法]将磷化温度由85°C降低至60°C，并向高温磷化液中分别添加亚硝酸钠、酒石酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)作为促进剂，在高碳钢丝表面制备磷化膜，采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硫酸铜点滴腐蚀试验等方法研究了4种促进剂对高碳钢丝中温磷化膜外观、表面形貌、相结构和耐蚀性的影响。[结果]添加不同促进剂的高碳钢丝中温磷化膜表面均呈灰色或深灰色，促进剂仅改变磷化膜形貌特征，对相结构无显著影响，磷化膜均由Zn_2Fe(PO4)2.4H_2O和Zn3(PO4)2.4H_2O两相组成。亚硝酸钠使磷化膜表面由弥散分布的放射状层片结晶形貌变成山脊状和水波状形貌；柠檬酸和EDTA-2Na使磷化膜表面弥散分布的放射状层片结晶组织占比先增大后减小，结晶特征逐渐模糊；酒石酸使磷化膜表面层片结晶组织由放射状变成球状，且球状组织数量和尺寸逐渐增加，占比增大。亚硝酸钠、酒石酸、柠檬酸和EDTA-2Na的质量浓度分别为0.2、2.0、1.0和0.5 g/L时，磷化膜具有较好的耐蚀性，耐硫酸铜点滴腐蚀时间分别为193、121、140和135 s。适当的促进剂可使放射状磷化结晶组织占比下降，以及微裂纹和孔隙缺陷的减少，这是耐蚀性提高的主要原因。[结论]4种促进剂均能有效提升高碳钢丝中温磷化膜的耐蚀性，它们对磷化膜耐蚀性提升的强弱顺序为：亚硝酸钠>柠檬酸> EDTA-2Na >酒石酸。
湿法冶金用节能铝基阳极的研究进展
郭锴;江城;陈艺文;陈步明;郭俊;郭忠诚;黄惠;[目的]针对湿法冶金电积过程能耗高、传统铅基阳极密度高、易造成铅污染等问题，综述节能铝基阳极的研究进展，为新型轻量化、低能耗、长寿命阳极设计提供参考。[方法]梳理了铝基铅合金阳极和铝基PbO2阳极的结构类型、制备工艺及改性策略，分析了界面调控对阳极综合性能的影响。[结果]层状、泡沫多孔和栅栏型铝基铅合金阳极各有优势，其中泡沫多孔和栅栏型结构有利于改善界面结合、传质和电流分布。铝基PbO2阳极可通过元素掺杂和颗粒复合提高致密性、析氧催化活性和耐蚀性。多层复合阳极在锌电积中较传统Pb–Ag阳极槽电压更低、电流效率更高、能耗更低；界面结合不良及其引发的失效行为仍是制约其服役寿命的关键。[结论]铝基阳极兼具轻质、高导电、资源丰富等优势，是降低湿法冶金能耗与铅污染的重要途径。未来应加强界面演化与失效机制研究，优化过渡层、复合结构及制备工艺，推动其工程化应用。
纳米填料增强酚醛环氧复合材料热稳定性研究
范高超;杨凯;徐晓明;邵亚诗;孙琰;李其原;[目的]为提升酚醛环氧树脂在高温环境下的热稳定性，开发一种纳米SiO2增强的有机硅改性酚醛环氧复合涂层，以满足中高温腐蚀防护对材料耐热性的要求。[方法]采用KH-570硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面修饰，并通过机械分散法制备不同SiO2质量分数(0%、2%、3%、5%)的复合材料。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)等手段，研究纳米填料对复合材料官能团结构、分子量分布、玻璃化转变温度(Tg)及热分解行为的影响。[结果]当纳米SiO2添加量为3%时，复合材料的Tg(ISO中点值)由33.99°C提升至40.2°C；涂层经220°C烘烤24 h及-30°C/220°C冷热循环10次后保持完好，无明显缺陷。X射线光电子能谱分析表明，填料与基体间可能存在Si─O─C键合及氢键等相互作用。[结论]该复合材料在动态热稳定性与界面稳定性方面得到改善，短期高温烘烤和冷热循环后涂层外观保持完整，为酚醛环氧树脂用于中高温防腐的评价提供了实验依据。
铜箔/树脂界面结合强度提升研究
程奥;何高霞;雷一荻;冯文勇;苏陟;高强;崔成强;[目的]研究铜箔表面微观形貌、树脂类型及硅烷偶联剂对铜箔/树脂界面剥离强度的影响，以提升印制线路板(PCB)的可靠性。[方法]先通过电化学沉积制备山峰状、微粒状和树枝状3种形貌的铜箔，再采用不同硅烷偶联剂(KBM-403、KBM-503和KBM-573)进行表面改性，并与不同商用树脂(S0165、R-5775和WH2170)进行热压复合。通过剥离强度测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征界面结合性能。[结果]铜箔形貌与树脂的匹配性显著影响界面结合强度：微粒状铜箔在树脂体系中均呈现较高的剥离强度(0.58～0.78 N/mm)；山峰状铜箔仅与S0165树脂匹配良好(剥离强度0.19 N/mm)；树枝状铜箔与树脂的界面结合强度介于上述两者之间。硅烷偶联剂对铜箔树脂界面结合的增强效果与其官能团有关：带环氧基的KBM-403对山峰状铜箔/S0165组合的增强效果最显著，剥离强度达(0.47±0.024) N/mm，提升了2.5倍；带甲基丙烯酰氧基的KBM-503使微粒状铜箔/R-5775树脂的剥离强度高达(0.93±0.028) N/mm，增幅为20%；带氨基的KBM-573令树枝状铜箔/WH2170树脂体系的剥离强度达(0.96±0.021) N/mm，增幅为48%。[结论]铜箔微观形貌、树脂化学特性和硅烷偶联剂官能团都会影响铜箔/树脂界面结合性能。通过匹配铜箔形貌的物理锚定效应、树脂表面官能团化学反应活性及偶联剂分子功能，可有效提高铜箔/树脂界面的结合强度。
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