镀铬层的性能及影响因素
[摘要] 本文主要对镀铬层的的几个重要的性能指标进行研究，发现硬度，耐磨性等随着电解条件不同而发生变化，同时镀铬时氢的吸附对镀层也有很大的影响。
[关键词] 镀铬层硬度力学性能
0.引言
早在1856 年，德国人就发明了从铬的溶液中沉积铬金属，直到1926 年，美国C.G .F h k 教授等人发明了从含硫酸的铬酸液中沉积出光亮铬的专利，镀铬工艺才真正在工业生产中得到广泛应用，而镀层质量的基本性能主要取决于镀铬层的塑性、孔隙率、硬度、耐磨性和疲劳强度，对于镀铬层的研究，由于基体金属的影响，一般很难测出某些特有的力学性能。本文着重于镀层硬度、耐磨性与电解条件的关系，并讨论镀层的内应力。因为镀铬层如存在高内应力，对镀层的性能如孔隙率和疲劳强度等会有很大的影响。镀铬层中总存在张应力，它使镀层呈拉伸状态，使孔隙率增大，从而降低镀层的防蚀性能。
1.镀层的力学性能
1.1硬度
镀铬层的硬度很高，它是电镀层中硬度最高的。因此易磨损的机械零部件常用镀铬来延长其使用寿命，或者磨损之后进行尺寸修复。这时镀铬层厚度一般在2 0 ~ 8 0 微米，较厚的达l m m 左右。在测定镀铬层的硬度时，若用布氏或洛氏硬度计，这种硬度计压荷大，压痕深且大。基体金属的影响表现突出，使结果不够准确，因此应用显微型硬度计来测定。即以维氏硬度( H V ) 作单位。测定硬度时，应根据镀铬层厚度选择适当的压荷，以压痕形状不致改变，使压痕深度达到镀层厚度的1/10-1/7 左右。这时所测得的镀铬层通常为600-1200H V 。如果采用低铬酸镀液(150g / l 左右)，得到的镀铬层的硬度比标准镀液镀层硬度可提高20 % 左右。因此，可以通过选择相应成分的镀液和改变电解条件来达到所需的镀层硬度。而在标准镀液( 铬酸250 g / L ，硫酸2.5 g / L ) 中不同电解条件镀铬层的硬度数据不同。
经试验，工作温度在50~60℃之间时，镀铬层的硬度变化不大，当温度超过65 ℃时，镀铬层的硬度明显下降。一般机械零件的镀铬层的硬度也不宜过高。因为，高硬度和高应力( 脆性) 往往是相结合的。如硬度过高尤其是镀铬层内应力即含氢量增加到一定值时，性能就变得很差，甚至不能在机械上使用。
1.2耐磨性
硬度和耐磨性是镀铬层最为重要的技术特性。而耐磨性是决定镀铬层使用寿
三、简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。
1．防护-装饰性镀铬 防护-装饰性镀铬，俗称装饰铬。它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以0．25μm～0．5μm的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等。 在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护一装饰体系，该工艺体系已在国内外广泛应用。 在黄铜上喷砂处理或在缎面镍(在镀镍溶液中加入某种不导电的微粒，并使其悬浮于镀液中，电镀时该微粒能与镍在阴极上共沉积，使镍层呈缎面状镍)上镀铬，可获得无光的缎面铬，是用作消光的防护-装饰镀铬。 装饰性镀铬是镀铬工艺中应用最多的。装饰镀铬的特点是：①要求镀层光亮；②镀液的覆盖能力要好，零件的主要表面上应覆盖上铬；③镀层厚度薄，通常在0．25μm～0．5μm之间，国内多用0．3μm。为此装饰镀铬常用300g／L～400g／L的高浓度，近些年来加入稀土等添加剂，浓度可降至l50g／L～200g／L，覆盖能力、电流效率明显提高，是研究开发和工业生产应用的发展方向之一。 防护-装饰镀铬广泛用于汽车、自行车、日用五金制品、家用电器、仪器仪表、机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的铬层有很高的反射系数，可作反光镜。 按照国际IS0标准，防护-装饰性镀铬标记方法如下：分类标记构成： Fe——基体金属钢铁的化学符号； cu——铜的化学符号，数字表示铜镀层最低厚度(μm)； Ni——镍的化学符号，数字表示镍镀层最低厚度(μm)。表示镍镀层类型的符号： b——光亮镍镀层； p——暗镍或半光亮镍镀层，欲得到全光亮镀层需抛光； d——双层或三层镍镀层； Cr——铬的化学符号。 表示铬镀层类型及其最低厚度的字符：
影响纳米材料光催化性能的因素
二、影响纳米材料光催化活性的因素。 1、半导体的能带位置 半导体的带隙宽度决定了催化剂的光学吸收性能。半导体的光学吸收阈值λg与Eg有关，其关系式为：λg=1240/Eg。半导体的能带位置和被吸附物质的氧化还原电势，从本质上决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低（更正）；而给体电势比半导体价带电势高（更负）。导带与价带的氧化还原电位对光催化活性具有更重要的影响。通常价带顶VBT越正，空穴的氧化能力越强，导带底CBB越负，电子的还原能力越强。价带或导带的离域性越好，光生电子或空穴的迁移能力越强，越有利于发生氧化还原反应。对于用于光解水的光催化剂，导带底位置必须比H+/H2O(-0.41eV)的氧化还原势负，才能产生H2，价带顶必须比 O2/H2O(+0.82eV)的氧化还原势正，才能产生O2,。因此发生光解水必须具有合适的导带和价带位置，而且考虑到超电压的存在，半导体禁带宽度Eg应至少大于1.8eV。目前常被用作催化剂的半导体大多数具有较大的禁带宽度，这使得电子-空穴具有较强的氧化还原能力。 2、光生电子和空穴的分离和捕获 光激发产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的是分离和复合两个相互竞争的过程。对于光催化反应来说，光生电子和空穴的分离与给体或受体发生作用才是有效的。如果没有适当的电子或空穴的捕获剂，分离的电子和空穴可能在半导体粒子内部或表面复合并放出荧光或热量。空穴捕获剂通常是光催化剂表面吸附的OH-基团或水分子，可能生成活性物种·OH，它无论是在吸附相还是在溶液相都易引发物质的氧化还原反应，是强氧化剂。光生电子的捕获剂主要是吸附于光催化剂表面上的氧，它既能够抑制电子与空穴的复合，同时也是氧化剂，可以氧化已经羟基化的反应产物。 3、晶体结构 除了对晶胞单元的主要金属氧化物的四面体或八面体单元的偶极矩的影响，晶体结构（晶系、晶胞参数等）也影响半导体的光催化活性。TiO2是目前认为最好的光催化剂之一。TiO2主要有两种晶型—锐钛矿和金红石，两种晶型结构均可由相互连接的TiO6八面体表示，两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。结构上的差异导致了两种晶型有不同的质量密度及电子能带结构。锐钛矿的质量密度略小于金红石，且带间隙（3.2eV）略大于金红石（3.1eV），这是其光催化活性比金红石的高。 4、晶格缺陷 根据热力学第三定律，除了在绝对零度，所有的物理系统都存在不同程度的不规则分布，实际晶体都是近似的空间点阵式结构，总有一种或几种结构上的缺陷。当有微量杂质元素掺入晶体时，也可能形成杂质置换缺陷。这些缺陷的存在对光催化活性可能起着非常重要的影响。有的缺陷可能会成为电子或空
二、影响纳米材料光催化活性的因素。 1、半导体的能带位置 半导体的带隙宽度决定了催化剂的光学吸收性能。半导体的光学吸收阈值λg与Eg有关，其关系式为：λg=1240/Eg。半导体的能带位置和被吸附物质的氧化还原电势，从本质上决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低（更正）；而给体电势比半导体价带电势高（更负）。导带与价带的氧化还原电位对光催化活性具有更重要的影响。通常价带顶VBT越正，空穴的氧化能力越强，导带底CBB越负，电子的还原能力越强。价带或导带的离域性越好，光生电子或空穴的迁移能力越强，越有利于发生氧化还原反应。对于用于光解水的光催化剂，导带底位置必须比 H+/H2O(-0.41eV)的氧化还原势负，才能产生H2，价带顶必须比O2/H2O(+0.82eV)的氧化还原势正，才能产生O2,。因此发生光解水必须具有合适的导带和价带位置，而且考虑到超电压的存在，半导体禁带宽度Eg应至少大于1.8eV。目前常被用作催化剂的半导体大多数具有较大的禁带宽度，这使得电子-空穴具有较强的氧化还原能力。 2、光生电子和空穴的分离和捕获 光激发产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的是分离和复合两个相互竞争的过程。对于光催化反应来说，光生电子和空穴的分离与给体或受体发生作用才是有效的。如果没有适当的电子或空穴的捕获剂，分离的电子和空穴可能在半导体粒子内部或表面复合并放出荧光或热量。空穴捕获剂通常是光催化剂表面吸附的OH-基团或水分子，可能生成活性物种·OH，它无论是在吸附相还是在溶液相都易引发物质的氧化还原反应，是强氧化剂。光生电子的捕获剂主要是吸附于光催化剂表面上的氧，它既能够抑制电子与空穴的复合，同时也是氧化剂，可以氧化已经羟基化的反应产物。 3、晶体结构 除了对晶胞单元的主要金属氧化物的四面体或八面体单元的偶极矩的影响，晶体结构（晶系、晶胞参数等）也影响半导体的光催化活性。TiO2是目前认为最好的光催化剂之一。TiO2主要有两种晶型—锐钛矿和金红石，两种晶型结构均可由相互连接的TiO6八面体表示，两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。结构上的差异导致了两种晶型有不同的质量密度及电子能带结构。锐钛矿的质量密度略小于金红石，且带间隙（3.2eV）略大于金红石（3.1eV），这是其光催化活性比金红石的高。 4、晶格缺陷 根据热力学第三定律，除了在绝对零度，所有的物理系统都存在不同程度的不规则分布，实际晶体都是近似的空间点阵式结构，总有一种或几种结构上的缺陷。当有微量杂质元素掺入晶体时，也可能形成杂质置换缺陷。这些缺陷的存在对光催化活性可能起着非常重要的影响。有的缺陷可能会成为电子或空穴的捕获
影响散热性能的各种因素 晨怡热管2007—11-29 22:46：39 三、影响散热性能的各种因素 在当前的所有芯片中，以CPU的功耗、发热量最高,因此CPU散热器的发展最为强劲与引人注目，诞生了极其多样化的产品，代表了计算机散热技术的最高发展水平.只要对CPU 散热技术有了全面了解,其它产品的散热原理也就无师自通了。因此，本专题重点就讨论CPU 散热技术.在介绍各种散热技术之前,我们还要先确认几个散热的基本概念. 热力学基本知识 我们先从物理的角度来探讨一下散热的原理，因为知道了原理才能从根本上找出解决问题的方法。虽然这部分有些枯燥难懂,但只要您能耐心看完，相信很多问题就可迎刃而解,对今后彻底了解散热器有很大的用处。 物理学认为，热主要通过三种途径来传递，它们分别是热传导、热对流、热辐射。为了保证良好的散热器性能，就要已符合上述三种途径的要求来设计产品，于是在材料的热传导率、比热值;散热器整体的热阻、风阻；风扇的风量、风压等等方面都提出了要求。以下针对这些概念进行集中讲解。 热传导 定义:通过物体的直接接触，热从温度高的部位传到温度低的部位.热能的传递速度和能力取决于： 1。物质的性质。有的物质导热性能差，如棉絮，有的物质导热性能强,如钢铁.这样就有了采用不同材质的散热器，铝、铜、银。它们的散热性能依次递增，价钱当然也就成正比啦。 2。物体之间的温度差。热是从温度高的部位传向温度低的部位,温差越大热的传导越快。 热传导是散热的最主要方式，也是散热技术需要解决的核心问题之一.所以我们通常都能看到，几乎所有散热在与CPU相接触的部分都采用热传导性能良好的材料。比如Intel 原包CPU中附带的散热器，采用铜芯与CPU接触，就是为了将热量尽快传导出来。
镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。 镀硬铬是比较好的一种增加表面硬度的方法，但是它的优缺点很多，所以好多情况下都没采用。 优点一，表面光洁度好，优点二，不会生锈，一点锈斑都不会有；三，镀的过程中原零件变形小。四，如果零件尺寸不到位，可以通过加几丝铬来达到尺寸。优点五，表面比较美观等等 缺点一，价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要再加工。缺点二，不适合表面比较复杂的零件，缺点三，厚度太薄，一般只有0。05-0。15mm左右，缺点四，对零件表面的光洁度要求比较高等等 镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等 镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。 根据其目的来判断要镀那种铬 下面说说应用： 镀铬层的分类及应用 （一）防护–装饰性镀铬层 俗称装饰铬或光亮铬，是在光亮的中间层表面上镀覆的薄层铬（0.25—0.5μn），与防护性底层一起构成防护–装饰性镀铬层。广泛用可汽车、自行车、家用电器、日用五金制品、仪器仪表等行业。经过抛光的镀铬层具有很高的反射系数，可用来制作反光镜。 （二）硬铬镀层 亦称耐磨铬镀层，具有极高的硬度和耐磨性，镀覆在工件表面可提高其耐磨性，延长使用寿命，如工、模、量、卡具和一些轴类、切削刀具等常镀硬铬。硬铬镀层还常用来修复被磨损零件的公差尺寸。 （三）乳白铬镀层镀铬层呈乳白色无光泽，镀层韧性好，孔隙少，裂纹少，色泽柔和，消光性能好，但硬度较低，常用于量具和仪器面板等镀铬。在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀层称为双层铬镀层。它兼有乳白镀铬层和硬铬镀层的特点，多用于镀覆既要求耐磨又要求耐磨蚀的零部件。 （四）松孔铬镀层 在硬铬镀层的基础上，用化学或电化学方法将镀铬层的裂纹进一步加宽加深，以便贮存润滑油脂，提高工件表面抗摩擦和磨损的能力。常用于承受重压的滑动摩擦表面的镀覆，如内燃机汽缸筒内腔、活塞环等。 （五）黑铬镀层 亦称耐磨铬镀层，具有极高的硬度和耐磨性，镀覆在工件表面可提高其耐磨性，延长使用寿命，如工、模、量、卡具和一些轴类、切削刀具等常镀硬铬。硬铬镀层还常用来修复被磨损零件的公差尺寸。
TiO2的光催化性能研究 摘要：主要介绍二氧化钛的光催化原理，基本途径，以及光催化剂的结构特性和影响因素，还讲述了关于二氧化钛的光催化应用。 关键字：二氧化钛光催化光催化剂 二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，现正广泛开发，将来有机会成为新工业。二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。 1 TiO2的基本性质 1.1结晶特征及物理常数 物性：金红石型锐钛型 结晶系：四方晶系四方晶系 相对密度：3.9~4.2 3.8~4.1 折射率： 2.76 2.55 莫氏硬度：6-7 5.5-6 电容率：114 31 熔点：1858 高温时转变为金红石型 晶格常数：A轴0.458,c轴0.795 A轴0.378,c轴0.949 线膨胀系数：25℃/℃ a轴：7.19X10-6 2.88？10-6 c轴：9.94X10-6 6.44？10-6 热导率： 1.809？10-3 吸油度：16～48 18～30 着色强度：1650~1900 1200~1300 颗粒大小：0.2~0.3 0.3 功函数：5.58eV
2TiO2的光催化作用 2.1光催化作用原理 二氧化钛是一种N型半导体材料，锐钛矿相TiO2的禁带宽度Eg =3.2eV，由半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系式： λg (nm)=1240/Eg(eV) 可知：当波长为387nm的入射光照射到TiO2上时，价带中的电子就会发生跃迁，形成电子-空穴对，光生电子具有较强的还原性，光生空穴具有较强的氧化性。在半导体悬浮水溶液中，半导体材料的费米能级会倾斜而在界面上形成一个空间电荷层即肖特基势垒，在这一势垒电场作用下，光生电子与空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置，还原和氧化吸附在表面上的物质。除了上述变化途径外，光激发产生的电子、空穴也可能在半导体内部或表面复合，如果没有适当的电子、空穴俘获剂，储备的能量在几个毫秒内就会通过复合而消耗掉，而如果选用适当的俘获剂或表面空位来俘获电子或空穴，复合就会受到抑制，随后的氧化还原反应就会发生。在水溶液中，光生电子的俘获剂主要是吸附在半导体表面上的氧，氧俘获电子形成O2-；OH-、水分子及有机物本身均可充当光生空穴俘获剂，空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有高度活性的?OH自由基，活泼的?OH 自由基可以将许多难以降解的有机物氧化为CO2和H2O。其反应机理如下： TiO2 + hv → h+ + e- h+ + e- →热量 H2O → H+ + OH- h+ + OH- → HO? h+ + H2O + O2- → HO?+ H+ + O2- h+ + H2O → HO?+ H+ e- + O2→ O2- O2- + H+ → HO2? 2HO2?→ O2 + H2O2 H2O2 + O2- → HO?+ OH- + O2 H2O2 + hv → 2HO? 从上述光催化作用原理分析可知道，光催化过程实际上同时包含氧化反应和还原反应两个过程，分别反映出光生空穴和光生电子的反应性能，同时二者又相互影响，相互制约。
影响密封性能的几大因素 .运动速度 运动速度很低（＜0.03m/s）时，要考虑设备运行的平稳性和是否出现"爬行"现象。运动速度很高（＞0.8m/s）时，起润滑作用的油膜可能被破坏，油封因得不到很好的润滑而摩擦发热，导致寿命大大降低。 建议聚氨脂或橡塑油封在0.03m/s～0.8m/s速度范围内工作比较适宜。 2.温度 低温会使聚氨脂或橡塑油封弹性降低，造成泄露，甚至整个油封变得发硬发脆。高温会使油封体积膨胀、变软，造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低。建议聚氨脂或橡塑油封连续工作温度范围-10℃～+80℃。 3.工作压力 油封有最低启动压力（minimum service pressure）要求。低压工作须选用低摩擦性能、启动阻力小的油封。在2.5MPa以下，聚氨脂油封并不适合；高压时要考虑油封受压变形的情况，需用防挤出挡圈，沟槽加工方面也有特殊要求。 此外，不同材质的油封具有不同的最佳工作压力范围。对于聚氨脂油封的最佳工作压力范围为2.5～31.5MPa。 温度、压力对密封性能的影响是互相关联的，因此要做综合考虑。见表： 进口聚氨脂PU材料 最大工作压力 最大温度范围温度范围 运动速度-25～+80 -25～+110 0.5m/s 28MPa 25MPa 0.15m/s 40MPa 35MPa 4.工作介质 除了严格按照生产厂家的推荐意见选取工作介质外，保持工作介质的清洁至关重要。油液的老化或污染不仅会使系统中的元件发生故障，加快油封的老化和摩损，而且其中的脏物可能划伤或嵌入油封，使密封失效。因此，必须定期地检查油液品质及其清洁度，并按设备的维护规范更换滤油器或油液。在油缸里油液中残留的空气经高压压缩会产生高温使油封烧坏，甚至炭化。为避免这种情况发生，在液压系统运行初始时，应进行排气处理。液压缸也应在低压慢速运行数分钟，确认已排完油液中残留的空气，方可正常工作。 5.侧向负载 活塞上一般必须装支承环，以保证油缸能承受较大的负载。密封件和支承环起完全不同的作用，密封件不能代替支承环负载。有侧向力的液压缸，必须加承载能力较强的支承环（重载时可用金属环），以防油封在偏心的条件下工作引起泄露和异样磨损。 6.液压冲击 产生液压冲击的因素很多，如挖掘机挖斗突然碰到石头，吊机起吊或放下重物的瞬间。除外在因素外，对于高压大流量液压系统，执行元件（液压缸或液压马达等）换向时，如果换向阀性能不太好，很容易产生液压冲击。液压冲击产生的瞬间高压可能是系统工作压力的几倍，这样高的压力在极短时间内会将油封撕裂或将其局部挤入间隙之内，造成严重损坏。一般有液压冲击的油缸应在活塞杆上安装缓冲环和挡圈。缓冲环装在油封的前面吸收大部分冲击压力，挡圈防止油封在高压下挤入间隙，根部被咬坏。 补充一点： 密封部位零件表面的加工粗糙度对密封性能有极大的影响。在设计动密封时，与密封件接触的旋
硬铬涂层的性能及工业应用 硬铬镀层硬度对照表 外形划痕硬度应用 磨砂铬640 装饰硬格乳白色铬830 打底镀铬 略带乳白色铬990 打底镀铬，装饰硬铬 亮铬1000 普通硬铬。耐磨微雾铬1005 装饰硬格 冷若冰霜（平滑） 铬1020 装饰硬格，耐磨铬 冷淡的（粗糙）铬1060 装饰硬格 焦铬1165 不合格铬 采用镀硬铬的决定，将取决于以下的需求和要求： 1固有的硬度和耐磨性，电沉积铬。 2所需的铬的厚度。 3的部分是由形状，大小，结构和材料。 4掩蔽区域的要求不被镀。 5尺寸要求，如果将需要额外的机械加工。 硬度的电铬存款是电镀条件的函数。一般来说，在明亮条件下镀铬是最佳硬。明亮的铬镀层的常规浴有维氏硬度为900?1000，，来自混合催化剂浴中的硬度为1000?1100或更高。镀硬铬层的耐磨性能与其硬度息息相关，通常硬度越高，耐磨性能越好。硬铬层的硬度与电镀时的温度、电流密度和溶液成分有关。当镀液中铬酐含量固定时，硫酸根含量升高会使得镀层硬度下降。在不同镀液温度、不同电流密度条件下，所得镀硬铬层的硬度测定结果。可以看出：镀液温度越高，硬度越低；电流密度越高，硬度越高。由于高硬度和高应力（脆性）往往是相关的，因而镀硬铬层的硬度不宜过高。笔者所在项目组将镀液温度控制在３５～５５℃之间，将电流密度控制在３０～５０Ａ／ｄｍ２之间，可获得满足空客镀铬层硬度技术要求（≥７００ＨＶ）的镀铬层。 镀硬铬的应用 典型的镀铬部分将是：汽车的阀杆，活塞环，震动棒，Mac弗森支柱的，柴油和航空器发动机气缸的孔，和液压轴。
是常用的镀硬铬，以恢复原来的尺寸的大型柴油机，燃气发动机和压缩机的曲柄轴的磨损表面。硬铬还发现使用修复受损的印刷和造纸辊轴颈。 硬铬存款的目的主要是为了提高功能部件的使用寿命，增加其耐磨性，耐磨，耐热和耐腐蚀性。加硬铬用于恢复尺寸不足的部分。 1．电镀硬铬性能特点 工程用镀铬层习惯称为“镀硬铬”?它有以下特点： ①耐磨性好?镀铬层随工艺规范不同?可获得不同的硬度400～1200HV。滑动摩擦系数约为钢与铸铁的50％?并有抗粘附性。 ②耐腐蚀性较好?镀铬层在轻微的氧化作用下即表面钝化?形成很薄且透明的钝化膜?在常温下长期不变色?对镀铬层起保护作用。 ③镀铬层强度随厚度增加而降低?镀铬层与基体结合强度高于自身晶体间结合强度?而抗拉强度与疲劳强度随镀层厚度增加而下降。因此?镀铬层厚度一般应≤0.3mm。 2．电镀硬铬层的应用 ①不带底层的镀铬层?抛光后可直接使用。镀层厚度＜12μm用于模具以提高其耐磨性；镀层厚度12～50μm用于液压装置的柱塞?以提高其密封性和耐磨性；对不重要的配合表面?镀层厚度可＞50μm?镀后磨削达到要求尺寸精度?以补偿磨损量。 ②带底镀层的镀铬层多用于较厚的尺寸补偿。先沉积足够厚度的底层金属（如镍可镀厚lmm)?磨光后再镀铬层。最终磨削为成品后?镀铬层应保持在250μm以内。 由于镀铬层脆性较大?不宜承受较大的变形?否则会引起镀层断裂或脱落。因此零件基体金属部分应有足够的强度?能抵抗施加在镀层厚度方向上的所有外力。 除常规镀铬层外?还可以制成松孔镀铬层。其方法是在完成硬铬层后?再对其进行腐蚀处理（如盐酸腐蚀）?使镀层表面的微细裂纹加宽?达到表面布满微裂纹?可以有效地储存润滑介质改善润滑状况。在修复滑动轴承轴颈时可以采用。 操作规程及注意事项 1、镀前检验镀件尺寸，机加工表面状况，根据镀层厚度准确计算电镀时间。 2、控制好镀液工作条件，勤观察，注意温度变化，液位变化，仔细操作，如实填写操作记录。根据化验结果补加药水，校正电镀液。 3、镀后检查镀层质量、尺寸，清洗干净，丝牙、内孔等部位防锈保护。工件打操作钢号，边角除毛刺。
1.0影响材料性能的因素 2.01.1碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制
镀铬知识简介及镀铬分类、镀铬层厚度、硬度控制方法 一镀铬简介 镀铬属于发展较晚的工艺，早在1854年就有人从三价格槽液中镀得金属铬，1856年又发明从三价格槽液中镀铬的工艺，但是直到本世纪20年代，镀铬工艺才在国外得到广泛应用。镀铬工艺传到我国比较晚，有关镀铬知识的介绍和应用的记载大都是在30年代初期。我国对金属铬元素的介绍和命名直到19世纪60年代才开始进行。 二镀铬的一般特性 （一）镀铬特点 1.镀铬用含氧酸做主盐，铬和氧亲和力强，电析困难，电流效率低； 2.铬为变价金属，又有含氧酸根，故阴极还原过程很复杂； 3.镀铬虽然极化值很大,但极化度很小,故镀液的分散能力和覆盖能力很差,往往要采用辅助阳极和保护阴极； 4.镀铬需用大电流密度，而电流效率很低，大量析出氢气，导致镀液欧姆电压降大，故镀铬的电压要比较高； 5.镀铬不能用铬阳极，通常采用纯铅、铅锡合金、铅锑合金等不溶性阳极。 （二）镀铬过程的特异现象镀铬与其它金属电沉积相比，有如下特异现象： （1）随主盐铬酐浓度升高而电流效率下降； （2）随电流密度升高而电流效率提高；
（3）随镀液温度提高而电流效率降低； （4）随镀液搅拌加强而电流效率降低，甚至不能镀铬。上述特异现象均与镀铬阴极还原的特殊性有关。 三镀铬层的种类和标记 （一）防护—装饰性镀铬防护—装饰性镀铬，俗称装饰铬。它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以0.25～0.5μm 的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等等。在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护—装饰体系，是电镀工艺发展的方向。在黄铜上喷砂处理或在缎面镍上镀铬，可获得无光的缎面铬，是用作消光的防护—装饰镀铬。装饰性镀铬是镀铬工艺中应用最多的。 装饰镀铬的特点是： （1）要求镀层光亮； （2）镀液的覆盖能力要好，零件的主要表面上应覆盖上铬； （3）镀层厚度薄，通常在0.25～0.5μm之间，国内多用0.3μm。为此装饰镀铬常用300～400g/L的高浓度，近些年来加入稀土等添加剂，浓度可降至150～200g/L，覆盖能力、电流效率明显提高，是研究开发和工业生产应用的发展方向。防护—装饰镀铬广泛用于汽车、自行车、日用五金制品、家用电器、仪器仪表、机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的铬层有很高的反射系数，可作反光镜。
第二节TiO2光催化影响因素 目前主要针对TiO 2 进行增加表面缺陷结构、减小颗粒大小增大比表面、贵金 属表面沉积、过渡金属离子掺杂、半导体复合、表面光敏化、以及改变TiO 2 形貌和晶型等方法来提高其量子效率以及扩展其光谱响应范围。研制具有高量子产率，能被太阳光谱中的可见光激发的高效半导体光催化剂，探索适合的光催化剂负载技术，是当前解决光催化技术中难题的重点和热点。 表面缺陷结构 通过俘获载流子可以明显压制光生电子与空穴的再结合。在制备胶体和多晶光催化是和制备化学催化剂一样，一般很难制得理想的半导体晶格。在制备过程中，无论是半导体表面还是体内都会出现一些不规则结构，这种不规结构和表面电子态密切相关，可是后者在能量上不同于半导体主体能带上的。这样的电子态就会起到俘获载流子的阱的作用，从而有助于压制电子和空穴的再结合[7]。 颗粒大小与比表面积 研究表明，溶液中催化剂粒子颗粒越小，单位质量的粒子数就越多，体系的比表面积大，越有利于光催化反应在表面进行,因而反应速率和效率也越高。催化剂粒径的尺寸和比表面积的一一对应直接影响着二氧化钛光催化活性的高低。粒径越小，单位质量的粒子数目越多，比表面积也就越大。比表面积的大小是决定反应物的吸附量和活性点多少的重要因素。比表面积越大，吸附反应物的能力就越强，单位面积上的活性点也就越多，发生反应的几率也随之增大，从而提高其光催化活性。当粒子大小与第一激子的德布罗意半径大小相当，即在1-10 nm 时，量子尺寸效应就会变得明显，成为量子化粒子，导带和价带变成分立的能级，能隙变宽，生成光生电子和空穴能量更高，具有更高的氧化、还原能力，而粒径减小，可以减小电子和空穴的复合几率，提到光产率。再者，粒径尺寸的量子化使得光生电子和空穴获得更大的迁移速率，并伴随着比表面积的加大，也有利于提高光催化反应效率。 贵金属沉积的影响 电中性的并相互分开的贵金属的Fermi能级小于TiO 2 的费米（Fermi）能级， 即贵金属内部与TiO 2相应的能级上，电子密度小于TiO 2 导带的电子密度，因此 当两种材料连接在一起时，载流子重新分布，电子就会不断地从TiO 2 向贵金属
1、铁件镀铬工艺流程： 除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀 → 预镀碱铜→ 酸性光亮铜（选择）→ 光亮镍→ 镀铬或其它 除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀 → 半光亮镍→ 高硫镍→ 光亮镍→ 镍封（选择）→ 镀铬 2、锌合金镀铬工艺流程 除蜡→ 热浸除油→ 阴极电解除油→ 浸酸→ 碱性光亮铜→ 焦磷酸铜（选择性）→ 酸性光亮铜（选择性）→ 光亮镍→镀铬 3、不锈钢直接镀铬工艺 1) 电化学除油→热水洗→冷水洗→浸酸活化（1ml/L HCL、10ml/L H2SO4，室温，半分钟；适用于自动线上不锈钢镀铬，不宜镀铜或镍）→水洗→镀铬。 2) 阴极电化学除油→清洗→阳极活化（10A/dm2）→直接镀铬。 3) 化学除油→清洗→阳极电化学除油（0.5A/dm2）→清洗→浸酸活化 （1ml/L HCL、10ml/L H2SO4，室温，45S）→清洗→镀铬 注：镀铬时，应先用是正常电镀时电流密度的1.5～2倍镀3～5分钟，然后再正常电流密度电镀，要尽量缩短各工序之间的过渡引起的停留时 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 镀后处理知识 1、前言 镀后处理和镀前处理在金属的表面镀工艺中占有极其重要的地位，许多采用表面镀技术制造的产品出现缺陷往往都是由前处理或后处理不当造成的，有关前处理的知识在一般的电镀书中都有比较详细的叙述，但对镀后处理还没有文章进行过系统的论述，镀后处理的目的主要是为了提高镀层的耐腐蚀性能或者保持镀层原有的特性，其中最主要的镀后处理是除氢处理和钝化处理[1]。为了提高镀层的抗腐蚀性能，一般都要同时进行除氢和钝化处理，有些还需要涂有机膜，如镀锌件目前一般要经过除氢和化学钝化处理，仿金电镀要经过化学钝化和涂有机膜处理[2]等。 2、镀后处理 2.2钝化处理 钝化处理是指在一定的溶液中进行化学或电化学处理，在镀层上形成一层坚实致密的、稳定性高的薄膜的表面处理方法，钝化使镀层的耐腐蚀性能进一步的提高并增加表面光泽和抗污染的能力。 钝化处理按照钝化膜的化学成分可分为无机盐钝化和有机类钝化两类；根据钝化膜组成成分对人体的危害性可分为铬酸钝化和无铬钝化。铬酸钝
光催化材料的研究与进展 洛阳理工学院吴华光B08010319 摘要： 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术．它在去除空气中有害物质,废水中有机污染物的光催化降解,废水中重金属污染物的降解，饮用水的深度的处理，除臭，杀菌防霉等方面都有重要作用，但是作为新功能材料，它也面临着很多局限性：催化效率不高，催化剂产量不高，有些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。但是我们也应当看到他巨大的发展潜力和市场利用价值，作为处理环境污染的一种方式，它以零二次污染，能源消耗为零，自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。本文介绍了一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考，光催化正在以TiO 2 ，ZnO为主导多种非重金属离子掺杂，趋于多样化的制备方法方向发展。 关键字：光催化催化效率 正文： 光催化(Photocatalysis)是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催化剂的有机结合，因此光和催化剂是光催化的必要条件。“光催化”定义为:通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应(a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate)。氧化钛(TiO 2 )具有稳定的结构、优良的光催化性能及无毒等特点，是近年研究最多的光催化剂， 但是，TiO 2 具有大的禁带宽度，其值为3．2 eV，只能吸收波长A≤387 11111的紫外光，不能有效地利用太阳能，光催化或能量转换效率偏低，使它的应用受到限制。因此，研制新型光催化剂、提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课题]1[。复合掺杂不同半导体，利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载流子，降低复合几率，提高量子效率，成为提高光催化材料性能的有效方法5]-[2。 与一元氧化物如TiO 2 和ZnO等光催化剂相比，复合氧化物光催化剂，如 ZnO- SnO 2TiO 2 -SnO 2 和WO3- TiO 2 等体系具有吸收波长更长和光催化效率更 高等特点因而成为研究热点. 一、常用的光催化剂的制备方法 （一）水热合成法。 热合成反应是在特制的密封容器中（能够产生一定的压力），以水溶液作为反应介质，通过对反应体系加热或接近其临界温度而产生高压，从而进行材料的合成与制备的一种有效方法。 （二）溶剂热合成法 溶剂热合成技术是在水热法的基础上，以有机溶剂代替水作为介质，采用类似水热合成的原理制备纳米材料，极大的扩展水热法的应用范围。 （三）溶胶-凝胶法
1.0 影响材料性能的因素 2.01.1 碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提咼，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提咼将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2 合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo 等促进珠光体生成 元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较咼的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3 炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制 参数。因此炉料配比对铸铁材料的机械性能有着直接的影响，是熔炼控制的重点。
4．4．4镀铬工艺 (1)防护一装饰性镀铬 防护一装饰性镀铬不仅要求镀层在大气中具有很好的耐蚀性，而且要有美丽的外观。 这类镀层也常用于非金属材料的电镀。 防护一装饰性镀铬可分为一般防护装饰镀铬与高耐蚀性防护装饰镀 铬。表4—28列出防护装饰性镀铬的工艺规范。 装饰性镀铬的工艺条件也取决于欲镀的基体金属材料。可根据基体材料的不同适当调整工作温度和阴极电流密度。 1)一般防护装饰性镀铬 一般防护装饰性镀铬采用中、高浓度的普通镀铬液，适用于室内环境使用的产品。钢铁、锌合金和铝合金镀铬必须采用多层体系，主要工艺流程如下。 ①钢铁基体铜/镍/铬体系工艺流程为： 除油→水洗→浸蚀→水洗→闪镀氰铜或闪镀镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→水洗→镀铬→水洗干燥。 表4-28 防护装饰性镀铬的工艺规范 多层镍/铬体系工艺流程为： 除油→水洗→浸蚀→水洗→镀半光亮镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。 ↓ ↑ 高硫冲击镍 (1μm) ②锌合金基体弱碱化学除油→水洗→浸稀氢氟酸→水洗→电解除油→水洗→闪镀氰铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。 ③铝及铝合金基体弱碱除油→水洗→电解除油→水洗→次浸锌→溶 解浸锌层→水洗一二次浸锌→水洗→闪镀氰铜(或预镀镍) →水洗→光亮镀铜→水洗→光亮镀镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。 2)高耐蚀装饰性镀铬 高耐蚀装饰性镀铬是采用特殊工艺改变镀铬层的结构，从而提高镀层的耐蚀性，该镀层适用于室外条件要求苛刻的场合。 在防护装饰性镀铬体系中，多层镍的应用显著提高了镀层的耐蚀性，研究发现，镍、铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质及厚度有关，同时在很大程度上还取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通防护装饰性镀铬层虽只有0．25～0．5μm，但镀层的内应力很大，．使镀层出现不均匀的粗裂纹。在腐蚀介质中铬镀层是阴极，裂纹处的底层是阳极，因此，遭受腐蚀的总是裂纹处的底层或基体金属。由于裂纹处暴露出的底层金属面积与镀铬层面积相比很小，因而腐蚀电流密度很大，腐蚀速度很快，而且腐蚀一直向纵深发展。由于裂
1、半导体的能带位置 半导体的带隙宽度决定了催化剂的光学吸收性能。半导体的光学吸收阈值λg与Eg有关，其关系式为：λg=1240/Eg。半导体的能带位置和被吸附物质的氧化还原电势，从本质上决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低（更正）；而给体电势比半导体价带电势高（更负）。导带与价带的氧化还原电位对光催化活性具有更重要的影响。通常价带顶VBT越正，空穴的氧化能力越强，导带底CBB越负，电子的还原能力越强。价带或导带的离域性越好，光生电子或空穴的迁移能力越强，越有利于发生氧化还原反应。对于用于光解水的光催化剂，导带底位置必须比H+/H 2 O的氧化 还原势负，才能产生H 2，价带顶必须比O 2 /H 2 O(+的氧化还原势正，才能产生O 2 ,。 因此发生光解水必须具有合适的导带和价带位置，而且考虑到超电压的存在，半 导体禁带宽度Eg应至少大于。目前常被用作催化剂的半导体大多数具有较大的禁带宽度，这使得电子-空穴具有较强的氧化还原能力。 2、光生电子和空穴的分离和捕获 光激发产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的是分离和复合两个相互竞争的过程。对于光催化反应来说，光生电子和空穴的分离与给体或受体发生作用才是有效的。如果没有适当的电子或空穴的捕获剂，分离的电子和空穴可能在半导体粒子内部或表面复合并放出荧光或热量。空穴捕获剂通常是光催化剂表面吸附的OH-基团或水分子，可能生成活性物种·OH，它无论是在吸附相还是在溶液相都易引发物质的氧化还原反应，是强氧化剂。光生电子的捕获剂主要是吸附于光催化剂表面上的氧，它既能够抑制电子与空穴的复合，同时也是氧化剂，可以氧化已经羟基化的反应产物。 3、晶体结构 除了对晶胞单元的主要金属氧化物的四面体或八面体单元的偶极矩的影响，晶体结构（晶系、晶胞参数等）也影响半导体的光催化活性。TiO 2 是目前认为最 好的光催化剂之一。TiO 2 主要有两种晶型—锐钛矿和金红石，两种晶型结构均可 由相互连接的TiO 6 八面体表示，两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。结构上的差异导致了两种晶型有不同的质量密度及电子能带结构。锐钛矿的质量密度略小于金红石，且带间隙（）略大于金红石（），这是其光催化活性比金红石的高。 4、晶格缺陷 根据热力学第三定律，除了在绝对零度，所有的物理系统都存在不同程度的不规则分布，实际晶体都是近似的空间点阵式结构，总有一种或几种结构上的缺陷。当有微量杂质元素掺入晶体时，也可能形成杂质置换缺陷。这些缺陷的存在
光催化材料研究进展 20 世纪以来, 人们在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时, 也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果, 环境污染日趋严重。为了适应可持续发展的需要, 污染的控制和治理已成为一个亟待解决的问题。在各种环境污染中, 最普遍、最重要和影响最大的是化学污染。因而, 有效的控制和治理各种化学污染物是环境综合治理的重点, 开发化学污染物无害化的实用技术是环境保护的关键。目前使用的具有代表性的化学污染物处理方法主要有: 物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法。这些方法对环境的保护和治理起重大作用, 但是这些技术不同程度的存在着或效率低, 不能彻底将污染物无害化, 产生二次污染, 或使用范围窄, 仅适合特定的污染物而不适合大规模推广应用等方面的缺陷[1]。光催化氧化技术是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。其中TiO2、ZnO、CdS、WO 3、Fe 2 O 3等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许多研究者看好[2]。 1.1 TiO 2光催化概述 1.1.1 TiO 2的结构性质 二氧化钛是一种多晶型化合物,常见的n型半导体。由于构成原子排列方式不同,TIO2在自然界主要有三种结晶形态分布:锐钛矿型、
金红石型和板钛矿型。三种晶体结构的TIO2中,锐钛矿和金红石的工业用途较广。和锐钛矿相比,金红石的原子排列要致密得多,其相对密度、折射率以及介电常数也较大,具有很高的分散光射线的能力,同时具有很强的遮盖力和着色力,可用作重要的白色涂料。锐钛矿在可见光短波部分的反射率比金红石型高,普遍拥有良好的光催化活性,在光催化处理环境污染物方面有着极为广阔的应用前景[3]。 1.1.2TiO2光催化反应机理 半导休表面多相光催化的基本原理:用能量高于禁带宽度(Eg)的光照射半导体表面时,价带上的电子被激发,跃迁到异带上，同时在价带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子(e-)—空穴（h+）随后,.电子-空穴对迁移到粒子表面不同位置、与吸附半导体表面的反应物发生相应的氧化或还原反应,同时激发态的二氧化钛重新回归到基态。与电荷分离相逆的是电子-空穴对的复合过程,这是半导体光催化剂失活的主要原因。电子-空穴对的复合将在半导体体内或表面发生,并释放热量。 1.1.3 TiO2催化剂的局限及改性途径 作为光催化剂,虽然二氧化钛具有其他催化剂难以比拟的无毒、价廉以及稳定等优点。但是目前二氧化钛光催化还存在着一些不足和局限,致使其不能再现实中得到大规模应用。究其原因,主要在于二氧化钛催化剂对太阳光的利用率不高并且其量子产率太低。锐钛矿相和金红石相二氧化铁的带隙分别为3.2eV和3.0 eV,对应的吸收阈值分别为420nm和380nm。它们所吸收的光的波长主要集中在紫外区,