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由非晶合金制备纳米多孔材料及其微观结构研究(5)

时间:2022-05-30 22:09来源:毕业论文
图2。1 单铜辊甩带冷却法制备非晶合金示意图,(A)熔融合金液(B)铜轮(C)样品(I)感应线圈(K)石英管(P)氩气 本实验采用化学腐蚀的方法来获得纳米

图2。1  单铜辊甩带冷却法制备非晶合金示意图,(A)熔融合金液(B)铜轮(C)样品(I)感应线圈(K)石英管(P)氩气

    本实验采用化学腐蚀的方法来获得纳米多孔结构。选用0。1M 和0。2M HF溶液作为腐蚀液,去合金的时间为2~12h,温度分别为313K、333K、348K。通过FEI Quanta 250F杨发射环境扫描电镜(SEM-EDS)研究去合金后的Ti-Zr-Cu-Ni-Sn条带表面的微观形貌,并进行元素分析。利用Bruker D8 X射线衍射仪对原始薄带和去合金后的薄带样品进行结构分析。

2。3  反应原理

母合金中的主要成分为Ti和Cu,从电化学腐蚀的角度出发,T/Ti2+标准电极电位为-1。630V,而Cu/Cu2+的标准氢电极电位为0。342V,相差了1。972V,正是由于这样的差距,此实验可以保证在合适的氢氟酸溶液里从钛铜基合金中选择性去除Ti元素,Ti元素将以TiF62-的离子形式稳定存在。反应方程式如下:来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

2TiO2+8HF=TiF62-+TiF42++4H2O

2Ti+8HF=TiF62-+TiF42++4H2 

参数的设定分别为在0。1MHF溶液中,于40℃、60℃、和75℃三种温度下进行实验,其中在60℃的实验中还添加了0。2MHF溶液作为溶液浓度对实验结果影响的参照。通过HF溶液对Ti元素的选择性腐蚀,在原样品中留下了大量的孔隙,即得到了纳米多孔铜,然后通过SEM扫描得到表面形貌,进行平均孔径尺寸和平均韧带尺寸的计算,进而得到在不同去合金化温度、不同去合金化时间和不同溶液浓度下的尺寸对比,以此分析各实验参数对孔径形成的影响。

在去合金化的过程中,合金-溶液界面上重组的原子层次会在很大的程度上纳米多孔结构形成,而重组是通过还没有溶解的贵金属原子以及空位在表面的扩散来完成的,同时,最终形成的纳米多孔金属中韧带-通道的尺寸也会受到表面扩散的快慢的影响。

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