采用热重法实验研究了773~1273K氧化亚铁的等温氢还原动力学，发现873K温度以上，反应动力学曲线有明显转折，说明反应机理发生了变化．在973~1073K的温度范围，出现了反常的温度效应．即反应速率随温度升高而减小．为讨论产物结构对反应动力学的影响，分别对不同温度的反应产物，以及一定温度不同还原状态（不同反应时间）的产物进行形貌观察．结果显示．随着反应温度升高，还原产物表面的孔洞增多，枝状特征显著增加，而973K和1023K时表面的烧结现象明显．一定温度下，随着反应进行，表面的孔洞增多，并逐渐出现烧结．973K和1023K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形，而1173K时还原2min开始，就大量出现枝状产物，并逐渐烧结．结合产物形貌变化和反应动力学曲线，反应前期为界面化学反应控速，随着反应进行．还原的金属铁发生烧结现象，致密的结构阻碍了产物气体向外扩散，反应控速环节转变为产物气体的外扩散，还原速率也随之降低．

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域

对N80钢在不同CO2压力下进行高温、高压腐蚀实验,根据失重法计算N80钢的腐蚀速率,利用扫描电镜观察腐蚀产物膜的微观形态,分析腐蚀产物膜的厚度和Ca元素含量,利用电化学阻抗谱和极化曲线法测试了腐蚀产物膜的电化学性能,并对腐蚀产物膜与基体间的剪切强度进行了测试.结果表明,随CO2压力增加,N80钢腐蚀速率增大;腐蚀产物膜晶粒尺寸基本不变,膜中微观缺陷数量逐渐增多;腐蚀产物膜电阻和反应电阻呈逐渐增加的趋势;腐蚀产物膜与N80钢基体结合的剪切强度下降,促进了N80钢的腐蚀

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300℃,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响:还原温度≤1100℃时,平均活化能为202.6 k J·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100℃时,平均活化能为116.7 k J·mol-1,为碳气化反应和Fe O还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100℃),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用

采用TEM、电化学等分析方法和手段,对在剥落腐蚀溶液中浸泡不同时间的Al-Cu-Mg合金的剥蚀敏感性及电化学阻抗(EIS)进行研究,分析剥落腐蚀的动力学过程.实验结果表明,2524-T4态合金具有良好的耐剥落腐蚀性能,高Cu含量的第二相粒子是影响合金剥蚀行为的主要因素,合金浸泡2d后才可见明显的点蚀,浸泡4d后局部出现剥蚀现象.根据EIS及EIS等效电路的拟合分析合金的剥蚀行为,发现其动力学过程主要由点蚀的诱导形成、点蚀发展及轻微的剥蚀形成三个阶段组成,而腐蚀的界面反应依次经历氧化膜的溶解、表面腐蚀产物的形成、吸附及脱落的一系列过程

以煅烧硅藻土和α-Fe2O3为原料,利用机械力化学法在湿法研磨体系中制备了煅烧硅藻土/α-Fe2O3复合粉体(简称CD/α-F).通过扫描电镜、能谱分析、遮盖力及吸油量测试表征了复合粉体的颗粒形貌和颜料性能,并利用X射线衍射和傅氏转换红外线光谱分析了复合颗粒的反应机理.结果表明,机械力化学作用促使煅烧硅藻土与α-Fe2O3颗粒表面进一步羟基化,从而促进两者间发生羟基脱水缩合作用并形成了以弱作用力为连接键的Si…O…Fe形式的键合.在实验设定条件下制得了颜料性能与纯α-Fe2O3相近的核-壳型CD/α-F复合粉体

通过采用一步纳米金属颗粒辅助化学刻蚀法(MACE)成功制备了多孔硅纳米线, 并主要研究了硅片掺杂浓度、氧化剂AgNO3浓度以及HF浓度对硅纳米线阵列形貌结构的影响规律. 研究结果表明: 较高的掺杂浓度更有利于刻蚀反应的发生和硅纳米线阵列的形成, 这是由于高掺杂浓度在硅片表面引入了更多的杂质和缺陷, 同时高掺杂浓度的硅片与溶液界面形成的肖特基势垒更低, 更容易氧化溶解形成硅纳米线阵列; 在一步金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅纳米线阵列的过程中, 溶液中AgNO3浓度对于其刻蚀形貌和结构起到主要作用, AgNO3浓度过低或过高时, 硅片表面会形成腐蚀凹坑或坍塌的纳米线簇, AgNO3浓度为0.02 mol·L-1时, 硅纳米线会生长变长, 最终形成多孔硅纳米线阵列. 随着硅纳米线的增长, 纳米线之间的毛细应力会使得一些纳米线顶部出现团聚现象; 且当HF溶液浓度超过4.6 mol·L-1时, 随着HF酸浓度的增加, 硅纳米线的长度随之增加. 同时, 硅纳米线的顶部有多孔结构生成, 且硅纳米线的孔隙率随HF浓度的增加而增多, 这是由于纳米线顶部大量的Ag+随机形核, 导致硅纳米线侧向腐蚀的结果. 最后, 根据实验现象提出相应模型对多孔硅纳米线的形成过程进行了解释, 归因于银离子的沉积和硅基底的氧化溶解

采用一种简便、快速和低温的水热法制备了超级电容器用MnO2微纳米球和微米棒粉体颗粒,并用正交试验和单因素实验对其制备工艺进行了优化。通过X射线衍射、扫描电镜和电化学测试,研究了所得材料的晶体结构、表面形貌和超电容性能.最佳合成工艺条件为:反应温度150℃,KMnO4/MnCl2摩尔比2.5:1.0,反应时间3h,填充率40%。该工艺下所制的样品为α-MnO2,且呈现出空心、表面多孔的微纳米球和微米棒形貌.微纳米球的直径约为0.2-0.8μm,微米棒的直径约为30nm、长约为5μm.在此条件下,所得样品在100、150、200、250和300mA·g-1电流密度下,第5次的放电比电容分别为255、170、133、105和88F·g-1,其等效串联电阻和电荷转移电阻分别为0.37和0.40Ω

以La2O3、CeO2和Sm2O3为原料,采用高温固相反应法制备了Sm2O3部分掺杂La2Ce2O7热障涂层陶瓷材料,其化学式为(SmxLa1-x)2Ce2O7.采用X射线衍射法研究了试样的物相结构,并通过对比各实验条件下制备的试样的X射线衍射图谱,对试样的掺杂比例、烧制温度及烧制时间进行了探究.结果表明,所制备试样为萤石结构,当掺杂摩尔比Sm∶La为1∶2或1∶3时试样均能保持良好的相结构,以掺杂摩尔比Sm∶La=1∶2制备的(Sm0.33La0.67)2Ce2O7材料在1600℃下具有良好的相稳定性,且其最佳制备条件为1550℃下烧制10 h,该材料是一种很有潜力的新型热障涂层陶瓷材料

基于密度泛函理论,对HCl气体在烧结矿表面的吸附机理进行模拟计算,并且通过实验研究了不同反应温度、烧结矿粒度和HCl气体流量条件下烧结矿表面吸附HCl气体的特性规律.结果表明:HCl在α-Fe2O3(001)表面的最大吸附能为-175.91 k J·mol-1,为化学吸附.Cl原子与基底表面的Fe原子发生反应结合成Cl-Fe键.吸附后Fe-O键长变短,Fe-O键能增加,结构更紧密.Cl原子与Fe原子结合成键后,削弱Cl原子与H原子的结合.温度对烧结矿吸附氯元素量的影响较大,随着温度升高,氯元素吸附量逐渐增多;随着烧结矿粒度增大,氯元素吸附量逐渐减少;随着HCl气体流量的增加,氯元素吸附量迅速增加