摘要：纳米多孔金属材料不仅具有多孔材料的高孔隙率和大比表面积，还保留了金属材料的高导电率、高导热率、抗腐蚀、抗疲劳等特征，受到了研究者的广泛关注。因此本论文以非晶合金为前驱体采用脱合金化方法制备了纳米多孔Co结构。具体工作如下：(1)利用电弧熔炼和甩带设备制备了Zr56Al16Co28、Zr56Al16-xCo28Agx(X=1,3,at%)、Zr56Al16-xCo28Nix(X=1,3,at%)条带样品；(2)利用电化学脱合金法在0.5wt%的NH4F和1M(NH4)2SO4溶液中制备纳米多孔Co；(3)通过低表面扩散系数元素Ag或Ni的添加降低纳米多孔Co的孔径；(4)通过脱合金溶液中PVP大分子的添加，抑制元素表面扩散，降低了纳米多孔Co的孔径。

关键词 非晶合金，纳米多孔钴，电化学脱合金法，PVP

毕业设计说明书外文摘要

Title Preparation and microstructure of Nanoporous Co

Abstract:Nanoporous metals not only have high porosity and large specific surface area of porous materials, but also retain the high conductivity, high thermal conductivity, corrosion resistance and fatigue resistance of metal materials, which have attracted much attention. Therefore, the Nanoporous Co is prepared by the method of dealloying with amorphous alloy as precursors. The specific work is as follows: (1) The strip samples of Zr56Al16Co28,Zr56Al16-xCo28Agx(X=1,3,at%) and Zr56Al16-xCo28Nix(X=1,3,at%) are prepared using arc smelting and scraping equipment. (2) Nanoporous Co is prepared by electrochemical dealloying in 0.5 wt% NH4F and 1 M (NH4) 2SO4 solution. (3) The pore size of the nanoporous Co is reduced by the addition of the low surface diffusion coefficient element Ag or Ni (4) The addition of PVP in the dealloyed solution suppresses the surface diffusion of the elements and reduces the pore size of the nanoporous Co.

Keywords Amorphous alloys, Nanoporous cobalt, Electrochemical dealloying process, PVP

目 次

1绪论 1

1.1非晶材料的定义、性质及制备方法 1

1.2纳米多孔材料定义 1

1.3纳米多孔材料性质 1

1.4纳米多孔材料制备方法 2

1.5纳米多孔Co的性质及应用 3

1.6研究目的、意义和主要内容 4

2实验原理和方法 6

2.1电弧炉制备母合金 6

2.2单辊甩带急冷方法制备非晶合金 6

2.3主要测试方法 6

3实验结果与分析 9

3.1非晶样品的基本特征 9

3.2脱合金化后的非晶合金样品分析 10

3.3添加微量元素对纳米多孔Co的孔径尺寸的影响 12

3.4PVP对纳米多孔Co的孔径尺寸的影响 15

结 论 18

致 谢 19

参考文献 20

1绪论

1.1非晶材料的定义、性质及制备方法

非晶态是指物质内部结构中原子排列是长程无序的状态，与晶态相比，非晶态中没有点线面缺陷成分，所以其结构均匀。1960年美国加州理工学院Duwcz[1]小组发明了采用喷枪技术急速冷却金属液体的快速淬火技术，Au75Si25金属熔体越过结晶的形核和生长而形成过冷液体，即非晶态合金。目前已开发出的大块非晶合金体系有Mg基[2,3]、La基[4,5]、Ce基[6]、Pd基[7,8]、Hf基[9]、Nd基[10,11]、Fe基[12-14]、Zr基[15,16]、Co基[17]、Cu基[18,19]、Ni基[20,21]、Ti基