江苏科技大学材料学院王宇鑫团队在涂层领域取得系列进展

作者:何震 部门审稿人: 摄影: 视频: 单位:材料学院 发布时间:2020-12-13 投稿时间:2020-12-11 点击量:1109

近日,江苏科技大学材料科学与工程学院王宇鑫教授带领的表面技术研究团队取得了系列研究进展,相关研究成果在Corrosion Science、Materials & Design等国际著名上期刊陆续发表。

(1)金属连接体涂层材料

作为金属连接体涂层,尖晶石型氧化物层广泛用于固体氧化物燃料电池(SOFC)中,具有负温度系数电阻特性,其导电性取决于小极化子跃迁导电机制。元素Cu掺杂可取代MnCo2O4尖晶石A位或B位上的阳离子,促进低价态Mn2+、Mn3+向高价态Mn3+、Mn4+转变,增加电子电导率,降低离子缺陷浓度并抑制氧离子向内扩散。

运用高能微弧合金化技术,制备了多类微晶尖晶石型氧化物涂层,并进行了对比研究。研究表明:经750℃长时间氧化后,Cu-Mn涂层仍具有较低的接触电阻值。Cu掺杂的Co-Mn涂层可以有效抑制Fe、Cr元素的外扩散。长时间氧化后Cu掺杂的Co-Mn超细晶涂层的面比电阻值略低于Cu-Mn涂层,展现了良好的综合性能。该研究成果近日在线发表在Corrosion Science (DOI: 10.1016/j.corsci.2020.108738)。

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(2)电化学仿生涂层材料

将阳极氧化工艺和电化学沉积工艺有机结合起来,通过精密控制氧化膜管孔的三维尺寸和电化学工艺参数,可以获得具有不同表面结构的仿生涂层。涂层直接沉积在纳米管孔排列有序的阳极氧化膜上,表面形貌精确可控,涂层与基体结合力优异,机械稳定性良好。

运用阳极氧化电化学仿生技术,在6061铝合金表面制备了性能优异的仿生Ni-P合金涂层,并与传统浸锌电化学沉积工艺制备的涂层进行了对比研究。研究表明:相比传统的浸锌电化学沉积工艺,阳极氧化电化学仿生技术制备的仿生涂层具有凸包状的仿生结构,与基体的结合力明显增强,抗摩擦和抗腐蚀性能显著提高,展现了广阔的应用前景。该研究成果近期在线发表在Materials & Design(DOI:10.1016/j.matdes.2020.109233)。

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(3)催化析氢涂层材料

采用恒电位电沉积法在泡沫镍表面合成了Ni-S涂层作为催化材料,研究了沉积电压对Ni-S催化材料相态、微观组织形貌和析氢性能的影响。研究表明:在不同电沉积电压条件下,催化剂表面均生成了胞状结构。该结构使电极具有较高的比表面积,增加了电解液和催化剂表面的接触面积,为活性氢原子的产生、吸附和脱附反应提供了大量有效的活性点,有利于析氢过电位的降低,提高电极的电催化析氢能力。作为一种碱性的催化剂材料,在1 M KOH溶液中,恒电位电沉积法合成的Ni-S催化材料导电性能良好,促进了催化活性的提高,并具有良好的电化学稳定性。本研究报道的恒电位电沉积法为开发高性能催化剂提供了一种简便的制备途径。该研究成果近期在线发表在Materials & Design(DOI:10.1016/j.matdes.2020.109316)。

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近年来,王宇鑫教授团队在国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金、江苏省特聘教授项目、江苏省六大人才高峰、江苏科技大学深蓝人才计划和江苏科技大学科技创新团队等项目支持下,在涂层研究领域取得了多项重要研究成果,多篇论文陆续发表于表面技术领域权威期刊,并申请了多项国家发明专利,展示了较强的工业应用前景。


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