가성탄성 니켈-티타늄 합금에 고정된 얇은 산화물 필름에 동적 변형 적용

재료에 실행 가능한 외부 힘을 적용하는 기능을 통해 표면 특성을 유의하게 변경하고 최적의 촉매 활동을 찾고 새로운 특성을 입증할 수 있습니다. 이 기술을 통해 각 신중한 변형 정도에 대해 여러 재료를 준비할 필요 없이 균주를 적용하고 전기 촉매 활동에 미치는 영향을 연구할 수 있습니다. 이러한 방법은 또한 다양한 지느러미 필름과 전기 화학 활동 및 부식과 같은 전기 화학 적 특성을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

먼저 니켈-티타늄 기판의 화학및 기계적 연마를 위해, 먼저 0.05mm 두께의 초탄성 니켈 티타늄 조각을 1-5센티미터 스트립으로 자르고 320, 600 및 1200 모래 모래 로 생성된 샘플을 순차적으로 연마합니다. 각 연마 사이에 초순수물로 샘플을 헹구는 다. 마지막 헹구기 후에는 미크로네 다이아몬드 1개, 미크로닌 다이아몬드 0.3미크로 샘플을 연마하고 0.05 미크로닌 알루미나 폴란드어로 연마합니다.

연마 후, 질소 하에서 샘플을 건조하기 전에 초순수 수, 이소프로판올, 에탄올 및 초순수수에 순차적으로 5분 목욕을 하여 샘플을 초음파 처리합니다. 50나노미터 두께의 루틸 티타늄 필름을 건조 한 후, 광택 니켈 티타늄 호일을 에어로빅 조건 하에서 섭씨 500도 오븐에 넣고 30 분 동안 준비하십시오. 가열하면 표면 색상이 회색에서 파란색 보라색으로 변경됩니다.

가열된 필름 샘플에 인장 응력을 적용하려면 기계식 테스터에 한 호일을 부드럽게 고정하여 양쪽 끝에 1센티미터의 호일을 노출합니다. 그런 다음 니켈-티타늄, 이산화티타늄 샘플을 분당 2밀리미터의 속도로 변형하여 균주를 0~3%로 유지합니다. 전기 화학 측정을 시작하기 전에 호일을 5 뉴턴으로 미리 변형시하십시오.

적용된 균주 하에서 전기 화학 실험을 수행하려면 니켈-티타늄, 이산화티타늄 호일 주위에 사용자 정의 전기 화학 세포를 느슨하게 조립합니다. 호일의 중심이 노출되도록 중앙에 셀을 조심스럽게 배치합니다. 전지를 시료에 부드럽게 조이어 전기 화학 측정을 위한 용액이 단단한 셀을 만들고 전해질로 세포를 채웁니다.

질소로 용액을 부드럽게 제거한 후 변형률을 0에서 0.5%로 늘리고 순환 광합성 또는 선형 스윕 광측정 측정을 수행합니다. 전해질, 은, 염화물을 기준 전극으로 0.5 m의 어금니 황산을 이용한 수소 진화 반응 실험을 수행하기 위해, 10센티미터 길이, 0.5밀리미터 직경 코일 백금 와이어를 카운터 전극으로 한다. 가장 높은 잠재적 가치와 초당 55밀리 볼트의 스캔 속도로 시작하여 가역 가능한 수소 전극인 RHE 대 0.8 접기 사이의 잠재력을 스캔합니다.

전해질으로서 수산화나트륨 1개를 사용하여 산소 진화 반응 실험을 수행하기 위해, 상기 전극으로서 수산화, 수은, 머큐릭 산소, 및 코일 백금 와이어를 카운터 전극으로, 개방 회로 전압 에서 2볼트 대 RHE로 의 전위를 스캔하여, 가장 낮은 전위값과 55밀리 볼트의 스캔 속도로 시작한다. 측정을 완료한 후, 니켈-티타늄 주위의 전기 화학 전지를 느슨하게 하고, 이산화티타늄 호일을 풀어 샘플이 자유롭게 움직일 수 있도록 하고, 세포를 샘플로 부드럽게 조여 호일 주위의 조립을 재정렬합니다. 이어서, 전해질을 리필 및 제거한 후 변형을 0.5%에서 1%로 늘리고 전기 화학 실험을 반복한다.

수소 진화 반응 활동의 증가가 전기 활성 표면의 증가 때문인지 를 결정하기 위해, 파라다임 전류가 무시할 수 있는 잠재적 범위에서 다른 스캔 속도로 순환 광합성을 실행하여 전류가 전기 이중층의 전하 방전만 나타내고 전류대비 스캔 속도를 플롯한다. 금이 간 필름의 특성화를 위해, 전기 화학 현미경 을 스캔하여 균열에 대한 표면을 분석하기 전에, 30 분 이상 7 %에서 긴장 50 나노 미터 티타늄 산화주 포일을 유지합니다. 그런 다음, 전기 화학 적 측정을위한 전자 현미경 검사법 또는 전기 화학 세포를 스캔하기위한 적절한 샘플 홀더와 원하는 측정을 수행하여 자연 그대로 의도적으로 이산화 티타늄 필름을 다른 증분, 증가 및 감소 균주 값으로 측정합니다.

시료의 표면 특성화를 위해, 전기 화학 측정 후, 물로 샘플을 세척하여 해결된 잔류를 제거하고 인장 들것에 헹구는 호일을 조립하십시오. 변형된 샘플 주위에 사용자 지정하여 만든 샘플 홀더를 보호합니다. 시료 표면은 표준 프로토콜에 따라 전자 현미경 검사를 스캔하여 평가할 수 있습니다.

니켈 티타늄 호일을 섭씨 500도에서 산화하면 석회화와 이산화티타늄의 표면 층이 발생합니다. 층의 두께와 N형 도핑의 정도는 가열 30분 후에 회색에서 균일한 청색-퍼플로 의색 변화에 의해 표시된 바와 같이, 어닐링 시간과 온도에 의해 영향을 받습니다. 가열 시간이 길어지면 이산화티타늄 필름이 두꺼워지며 청색 보라색의 점진적 손실이 동반됩니다.

열 및 기계적 응력 하에서 Nitinol 거동은 두 개의 서로 다른 마르텐사이트 결정 단계 사이의 가역 가능한 고체 상태 변형을 반영하여 탄성 재료가 아닌 의사 탄성입니다. 순환 광측정 및 선형 스윕 광측정 실험은 파라다닉 대 비 파라아닉 범위와 같은 전기 화학 시스템을 이해하는 데 중요합니다. 추가 전기 화학 특성화는, 변형과 전극 표면 재활동의 변화를 연구하기 위해 전기 화학 임피던드를 포함 할 수있다.

수소 진화 반응 및 산소 진화 반응 활동의 증가가 단순히 전기 활성 표면의 증가 때문인지 를 결정한다. 커패시턴스 측정은 서로 다른 변형 값으로 수행될 수 있습니다. 균주를 가진 전기 활동의 변화가 인장 응력 하에서 탄성 또는 비탄력적 변형으로 인한지 여부를 추가로 결정하기 위해, 실험은 자연 그대로이고 의도적으로 이산화 티타늄 필름을 해독하여 수행 될 수 있습니다.

샘플을 올바르게 장착하여 더 많은 결과를 얻을 수 있어야 합니다. 이 스텐실 들더는 분광법, 트랜스 재흡수, 공초점 라만 또는 프로브 현미경 검사를 포함한 다양한 특성 및 기술에 통합될 수 있다.